Maker Hand – eine 3D-Drucker-Handprothese, die zu den funktionellsten und günstigsten der Welt zählt

Andrej Đukić, der kroatische Produktdesigner und Gründer des Handprothesenprojekts „Maker Hand“ hat den internationalen Wettbewerb für prothetische Hilfsmittel, Cybathlon der ETH Zürich 2020, gewonnen. Sein ultimatives Ziel ist es nun, dass Menschen auf der ganzen Welt Zugang zu kostenlosen Hilfstechnologien haben, von Prothesen über Orthesen bis hin zu Rollstühlen.

Ein lobenswerter Plan und ein 3D-Drucker – das ist alles, was Andrej braucht, um eine bedeutsame Veränderung für Menschen mit körperlichen Behinderungen einzuleiten. Was motiviert ihn, sein einzigartiges Projekt zu starten, wie ist es, mitten in einer Pandemie an einem Wettbewerb teilzunehmen und was plant er für die Zukunft? In diesem sehr persönlichen Interview mit WirHelfen hat er es uns verraten:

Wie kam es zu der Idee, Prothesen herzustellen, was hat Sie dazu inspiriert?

Es ist eigentlich eine sehr persönliche Geschichte, die sich zu einem globalen Projekt entwickelt hat, oder besser gesagt, entwickelt. Ich habe mein ganzes Leben lang Fußball gespielt. Im College lernte ich dann Ringen und Jiu-Jitsu kennen.

Die Kombination dieser Sportarten führte zu einem chronischen Knorpelschaden in meinem rechten Knöchel, und in geringerem Maße auch im Handgelenk meiner rechten Hand. Anfangs tat der Knöchel schrecklich weh, also begann ich, nach Möglichkeiten zu suchen, und erfuhr, dass es wirklich keine gute Lösung gab, die es mir ermöglichen würde, wieder in den Sport einzusteigen.

Beim Lesen der Geschichten von Menschen, die sich auf eine Reise mit endlosen und erfolglosen Operationen begeben hatten, stieß ich dann auf einen Briten, der sich nach zehn Jahren Operation und Rehabilitation schließlich dazu entschloss, sein Bein amputieren zu lassen und seitdem ohne Schmerzen lebt.

Er war sogar in der Lage, zum Sport zurückzukehren. So kam ich auf die ‚dumme‘ Idee, mein Bein zu amputieren und eine Prothese für meine Diplomarbeit zu entwerfen. Und damit fing alles an…

 “Man kann jedes Problem mit seinen Händen lösen, aber wenn man keine Hand hat, oder zumindest eine funktionierende Prothese, kann man sich nicht einmal selbst helfen.”

Andrej Đukić

Eines Morgens erlebte ich das, was ich heute einen ’schlechten Knorpeltag‘ nenne, so etwas wie einen ‚bad hair day‘, nur viel schlimmer. Mein Handgelenk und mein Knöchel taten weh, also verbrachte ich den Tag im Bett und war ziemlich schlecht gelaunt.

Ich dachte darüber nach, mir eine Beinprothese zu machen, aber mein Arm war in einem so schlechten Zustand, dass ich nicht zeichnen konnte. Irgendwie dämmerte es mir in diesem Moment, wie tragisch es wäre, keine Hände zu haben.

Menschliche Hände sind so magisch, man kann jedes Problem mit seinen Händen lösen, aber wenn man keine Hand hat, oder zumindest eine funktionierende Prothese, kann man sich nicht einmal selbst helfen.

Danach begann ich, im Internet über Armprothesen zu recherchieren und erfuhr, dass sie eigentlich viel weniger leistungsfähig und ausgeklügelt sind, als sie in den Medien und Filmen dargestellt werden. Daraufhin beschloss ich, einen mechanischen Arm zu entwerfen.

Was unterscheidet Ihre Prothesen im Vergleich zu anderen auf dem Markt aus?

Am wichtigsten ist erst einmal, dass sie für die Nutzer kostenlos sind. Genauer gesagt, um sie herzustellen, braucht man nur ein paar hundert Kuna für das Material, einen 3D-Drucker für zu Hause und einen etwas erfahreneren „Hersteller“, der die Anweisungen zur Erstellung und Anpassung der Prothese befolgen kann.

In der Tat habe ich einen mechanischen Arm entworfen, der den Roboterarmen funktionell überlegen ist und mit Hilfe des 3D-Drucks hergestellt wird, was die Kosten für seine Herstellung deutlich reduziert.

Was sind die Vorteile der mechanischen gegenüber der robotischen Prothetik?

Zunächst einmal der Preis (die Gesamtkosten für die Teile, die Sie benötigen, um ein eigenes Exemplar herzustellen – abgesehen von dem extrem billigen Druckfilament – betragen weniger als 25 € und das deckt die Kosten für die Herstellung von etwa einem Dutzend Maker Hands, Anm. der Red.).

Und dann die Funktionalität. Mechanische Haken, die während des Ersten Weltkriegs entwickelt wurden, sind in der Tat in einigen Situationen immer noch funktioneller als selbst die teuersten Roboterarme, obwohl der Fokus der Ingenieure in diesem Bereich in den letzten 60 Jahren fast ausschließlich auf der Entwicklung von Roboterarmen lag.

Prothesen kosten von einigen zehntausend Kuna für mechanische Haken bis zu einigen hunderttausend Kuna und sogar mehr als eine Million Kuna für robotische Varianten.

Wie läuft der Produktionsprozess ab, wie lange dauert er und wie anspruchsvoll ist die Anpassung jeder Prothese an einen individuellen Benutzer?

Die Anpassung dauert nur wenige Stunden in einem 3D-Programm, die Prothese selbst wird auf jedem Heim-3D-Drucker gedruckt und dann an einem Nachmittag zusammengebaut. Allerdings hängt die Herstellungszeit stark von der Erfahrung und dem Können des „Machers“ ab. Die Prothese wurde von Anfang an so konzipiert, dass sie möglichst kostengünstig und einfach zu produzieren ist.[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row]

Maker Hand beim Cybathlon 2020; Foto: Marko Ercegovic

Wem konnten Sie schon alles mit Ihrer Prothese helfen?

Ich habe den ersten funktionierenden Prototyp eines mechanischen Arms gemacht, um meine Dissertation zu verteidigen. Die erste Person, abgesehen von mir, die eine Prothese benutzt hat, war Hrvoje Kovač. Ihm musste aufgrund einer aggressiven Krebserkrankung der Arm amputiert werden. Leider ist Hrvoje letztes Jahr verstorben.

Nachdem ich für den Cybathlon in der Schweiz zugelassen wurde, musste ich meinen Piloten finden. Dann lernte ich Krunoslav Mihić kennen, mit dem mich Maja Tomašević, Physiotherapeutin am Klinischen Institut für Rehabilitation und orthopädische Hilfsmittel in Zagreb, in Kontakt brachte.

Kruno hatte seinen Arm bei einem Unfall verloren in der Fabrik, in der er arbeitete. Wir hatten etwas mehr als ein Jahr Zeit bis zum Wettbewerb und eine Menge Arbeit. Dann machte ich einen 3D-Scan seiner Hand und begann mit der Arbeit an einem Prototyp für den Wettbewerb.

Vor zwei Jahren traf ich den kleinen Dominik Nestić, der bei einem Unfall beide Hände verloren hat. Ich fertigte einen Prototyp der Prothese für Dominik an, aber durch die Interaktion mit ihm wurde mir klar, dass die damalige Version zu viele Probleme hatte.

Daraufhin beschloss ich, die Prothese komplett neu zu entwerfen, und so entstand die Maker Hand in ihrer heutigen Form. Dominik ist also hauptverantwortlich für das aktuelle Design und die Funktionalität der “Maker Hand”-Prothese.

Schauen Sie sich an, wie Dominik Nestić seine Maker Hands im Alltag ganz einfach einsetzt:

Wie sind Sie dazu gekommen, sich für den Cybathlon anzumelden?

Während ich an meiner Dissertation arbeitete, entdeckte ich, dass der Cybathlon 2016, ein internationaler Wettbewerb, der alle vier Jahre von der renommierten Fakultät der ETH Zürich organisiert wird, in einem Stadion in der Schweiz stattfand.

Dort treten alle großen Prothesenfirmen und Forschungsteams von Universitäten aus aller Welt an, um die Überlegenheit ihrer Prothesen zu demonstrieren und zu beweisen. Zu dieser Zeit setzte ich mir ein Ziel.

Ich beschloss, beim nächsten Cybathlon, der für 2020 geplant war, anzutreten und mit meiner Prothese zu gewinnen, die dann von Freiwilligen auf der ganzen Welt für jeden angefertigt wird, der sie braucht.

Wie sah das Polygon aus, das die Teilnehmer durchlaufen mussten, was musste präsentiert werden und wie schnell?

Der Cybathlon-Wettbewerb selbst besteht aus 6 Aufgaben, für die der Teilnehmer nur acht Minuten Zeit hat. Die erste Aufgabe ist eine Küchentätigkeit, wie z.B. das Öffnen einer Dose, eines Glases, das Schneiden eines Brotlaibes, etc.

Die zweite Aufgabe ist das An- und Ausziehen und das Binden der Schuhe. Die dritte Aufgabe ist die Feinmotorik, die vierte ist eine Heimwerkeraufgabe wie das Drehen einer Glühbirne, das Schneiden von Papier mit einer Schere und das Einschlagen eines Nagels in einen Baum mit einem Hammer.

Die fünfte Aufgabe ist ein Test der Sinneswahrnehmung durch eine Prothese, bei dem der Teilnehmer die Form und das Material des in der Schachtel versteckten Gegenstandes ertasten muss. Bei der letzten Aufgabe geht es darum, eine Pyramide aus Plastikbechern zusammenzusetzen.

Nur drei Teams schafften es, alle Aufgaben in der vorgegebenen Zeit zu lösen, und wir waren eine Minute schneller als das zweitplatzierte italienische Team!

CYBATHLON 2020 Global Edition – ARM-Finale:

Wie und wie lange habt ihr euch auf den Wettbewerb vorbereitet?

Gerade als Kruno und ich mit dem Training für den Wettkampf beginnen wollten, begann der europäische “Lockdown”, so dass wir uns lange Zeit nicht treffen konnten. Ich studierte da gerade in den Niederlanden und Kruno lebte in Nova Gradiška, Kroatien. Am Ende haben wir es nur geschafft, 40 Stunden lang für den Wettbewerb zu trainieren, während einige andere Teilnehmer ihre Prothesen schon seit Jahren benutzen.

 

Wie wichtig ist die Anerkennung, die Sie erhalten haben, und was bedeutet sie für Ihre weitere Arbeit?

Wichtiger als die Anerkennung ist für mich, dass meine Prothesen denen, die sie brauchen, wirklich helfen. Aber ich wäre unehrlich, wenn ich nicht sagen würde, dass ich stolz bin, weil ich mit dem Gewinn des Cybathlons bewiesen habe, dass eine hochwertige, funktionelle und nützliche Prothese für nur ein paar hundert Kuna hergestellt werden kann!

Sie entwickeln auch eine Online-Plattform – können Sie deren Zweck erklären und wie sie funktioniert?

Ich arbeite derzeit mit den wunderbaren Leuten von FIVE zusammen, denen ich für die bisherige Hilfe unendlich dankbar bin. Wir arbeiten an einer globalen Online-Plattform, auf der wir Freiwilligen, die 3D-Modelle herstellen, anhand von Anleitungsvideos beibringen, wie man Prothesen herstellt, und sie mit Menschen zusammenbringen, die Prothesen benötigen.

Von Anfang an wurde die Prothese so konzipiert, dass sie so billig wie möglich hergestellt werden kann. So kosten die Materialien für eine Prothese ein paar hundert Kuna, und die Prothese kann in zwei Tagen hergestellt werden.

Denken Sie, dass in der Zukunft alle Arten von Prothesen für alle Benutzer völlig kostenlos werden könnten?

Auf jeden Fall, ich denke, es ist inakzeptabel, dass im einundzwanzigsten Jahrhundert Menschen auf der ganzen Welt keinen Zugang zu den modernsten Prothesen haben, nur aus finanziellen Gründen.

Was sind Ihre Pläne für die Zukunft? Planen Sie, neben Armprothesen auch Beinprothesen zu entwickeln?

Ja, mein Ziel ist es auch, Beinprothesen zu entwickeln, und ich hoffe, eines Tages ein Team von Forschern bilden zu können, um eine ganze Reihe von verschiedenen Prothesen und Orthesen zu entwickeln, die ein Team aus Freiwilligen mit Hilfe von 3D-Druck und anderen allgemein verfügbaren Methoden für Menschen, die sie benötigen, herstellen könnten.