Ärzte am Seattle Children’s nutzen seit einigen Jahren den 3D-Druck, um sich auf Operationen mit 3D-gedruckten Modellen von Herzen vorzubereiten. Auch den Patienten bzw. ihren Eltern ist damit geholfen, da das Problem schneller verständlich erklärt werden kann. Laut den Ärzten hat sich die 3D-Drucktechnologie zudem in den vergangenen Jahren deutlich verbessert.

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Weltweit setzen zunehmend Ärzte auf den 3D-Druck, zum Beispiel um sich besser auf Operationen vorbereiten zu können. Gerade wenn es um Kinder geht, hilft eine originalgetreue 3D-gedruckte Kopie des Herzens sehr dabei, zu wissen, was den Arzt nach der Öffnung des Brustkorbs erwartet. Mit 3D-gedruckten Kinderherzmodellen üben zum Beispiel die Ärzte am LMU München den operationellen Eingriff am Katheter. In einem anderen Beispiel retteten Ärzte in den Vereinigten Arabischen Emirate schon 2017 mindestens sieben Säuglinge mit angeborenem Herzfehler, indem sie sich mit 3D-gedruckten Modellen auf die Eingriffe vorbereiteten. Die Kinderchirurgen des Seattle Children’s erkannten laut einer Pressemitteilung ebenfalls, wie nützlich der 3D-Druck sein kann.

3D-gedruckte Modelle von Kinderherzen

Dr. Sujatha Buddhe, Kinderkardiologin und Direktorin für nicht-invasive Bildgebungsforschung am Seattle Children’s, erklärte, dass die Technologie ein wirksames Instrument für Kardiologen und Chirurgen sei. Ein 3D-gedrucktes Herzmodell in der originalen Größe oder größer skaliert hilft dabei, das Aufklärungsgespräch mit Familien der Patienten verständlicher zu gestalten. Eltern, die fast immer medizinische Laien sind, verstehen das klinische Problem mit einem Modell des Herzens des Kinders besser. Gerade wenn kleine Babys mit einem Herzproblem auf die Welt kommen, müssen sie in den ersten Monaten und Jahren öfter operiert werden.

Buddhe sagte:

„Wir hatten eine Familie, die die erste Operation und eine zweite Operation hinter sich hatte und die die Diagnose des Babys als Fötus kannte. Für die letzte Operation zeigten wir ihnen die Modelle und erklärten ihnen in fünf Minuten, was wir tun und was wir vorhaben. Die Eltern haben das Problem nach all den Jahren besser verstanden.“

Die fünfminütige Erklärung mit dem 3D-gedruckten Modell brachte den Eltern mehr, als langes Recherchieren und Gespräche mit Ärzten ohne Modell. Buddhe gab an, dass sie Studien zu Organmodellen aus dem 3D-Drucker durchführten, um den Mehrwert für die Beteiligten herauszufinden.

Ärzte versammeln sich um Tisch, auf dem viele 3D-gedruckte Modelle von Herzen liegen
Ärzte können mithilfe der 3D-gedruckten Modelle auch den Eltern der kleinen Patienten den Vorgang verständlicher machen (im Bild: Ärzte sitzen um Tisch herum, auf dem viele 3D-gedruckten Herzmodelle liegen)(Bild © Seattle Children’s).

3D-Druck am Seattle Children’s

Dr. Seth Friedman, Manager von Innovation Imaging and Simulation Modeling bei Seattle Children’s, erklärte, dass die Technologie sich im letzten Jahr deutlich verbessert hat und sich das 3D-gedruckte Modell schon fast wie echtes Gewebe anfühlt. Der Multimaterial-PolyJet-3D-Drucker, der im Seattle Children’s genutzt wird, druckt Materialien, die von sehr weichen Gelen über flexible elastische Materialien bis hin zu starren Kunststoffen reichen. In einem Druckauftrag können detaillierte Mehrschichtmischungen verwendet werden.

Friedman ergänzt:

„Jetzt haben wir die Möglichkeit, eine Herzwand herzustellen, bei der die Schichten schraffiert sind, oder wenn sich in der Wand Fibrose befindet, können wir eine innere Schicht herstellen, die der Realität entspricht. Wir haben jetzt ein Werkzeug, mit dem wir einem Aspekt der materiellen Realität näher kommen können.“

Für Friedman liegt der Vorteil im 3D-Druck von Herzen die Verwendung realistischer Modelle, mit denen die Chirurgen bestimmte Verfahren simulieren können.

Hände von Dr. Buddhe mit zwei Herzmodellen
Frau Dr. Buddhe schätzt die Vorteile des 3D-Drucks von Herzmodellen zur Operationsvorbereitung sehr (im Bild: Dr. Buddhe mit zwei Herzmodellen)(Bild © Seattle Children’s).

Auch VR-Technik kommt zum Einsatz

Medizinstudenten und Assistenzärzte könnten die Herzen auch mit einer VR-Brille visualisieren. Dadurch spart das Krankenhaus Wartungs- und Materialkosten für gedruckte Herzen. Die digitalen Modelle lassen sich auf ihren Tablets ansehen, drehen, schneiden und herumwirbeln. Die Verwendung von VR-Brillen ermöglicht es Chirurgen, virtuell in das Innere des Herzens zu sehen, was sehr nützlich für einen Arzt ist, der sehen möchte, was im Inneren des Organs passiert.

3D-Druck am Seattle Children’s

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