3D-gedrucktes Aorta-Modell: Ohio State University arbeitet an Software, die Ärzte auch dank 3D-Druck besser auf Herzklappenoperationen vorbereiten soll

Eine Herzklappenoperation ist für viele heute Ärzte Routine, birgt aber natürlich immer Gefahren die bei einer Komplikation schnell zu schweren Schäden am Patienten führen können. Mit einer neuen Software, die von Forschern der Universität von Ohio entwickelt wurde, soll Ärzten in Zukunft dabei geholfen werden, sich besser auf diese Operationen vorzubereiten. Eine wichtige Rolle spielt dabei auch der 3D-Druck.

Anzeige

Wenn die Herzklappe im Körper eines Menschen nicht mehr korrekt arbeitet, dann ist oft ein Herzklappenersatz erforderlich. Eine Software, die von Forschern der Ohio State University entwickelt wurde, soll Ärzte zukünftig dabei unterstützen, dass der dafür schwierige Eingriff optimal verläuft. Das Trainingsprogramm, das derzeit noch ausgiebig getestet wird, soll Aorten mit einem 3D-Drucker herstellen.

Vor allem ältere Menschen mit einem Herzklappenfehler leiden unter Atemnot oder kurzer Bewusstlosigkeit.  Für einen Herzklappenersatz wird der Patient dabei am offenen, stillgelegten Herzen operiert. Die Transkatheter-Aortenklappen-Implantation ist eine Alternative zur üblichen Methode. Bei dieser Operation erfolgt die Einführung einer biologischen Herzklappe mittels Katheter in die Aorta des Herzens. Die neue Herzklappe übernimmt dann die Arbeit der alten, verkalkten Klappe.

Position, Größe und Art der Ersatzklappe spielen eine entscheidende Rolle bei einem Erfolg für die Therapie. Wenn die Klappe nicht passt, können unerwünschte Nebeneffekte die Folge sein, wie zum Beispiel Lecks, Blutgerinnsel oder Herzblocks. Das US-Unternehmen BIOLIFE4D plant unter anderem transplantierbare Herzen aus dem 3D-Drucker. Die Herzen sollen dem Organmangel entgegenwirken und es Menschen künftig erlauben, quasi auf Knopfdruck Herzen herzustellen. Ohne Frage eine Vorhaben mit fiktionalem Charakter, aber eben forschend und damit auch mit einer gewissen Ernsthaftigkeit zu bewerten.

3D-gedruckte Aorta wird in Simulator getestet
Die 3D-gedruckte Kopie einer Aorta wird in einem High-Tech-Herz-Simulator getestet (Bild © OSU’s Wexner Medical Center).

Für den Herzklappenersatz sind die Bedingungen je nach Patient unterschiedlich. Die Anatomie ist laut Lakshmi Dasi von der Ohio State University der Schlüssel, wenn negative Ergebnisse vorhergesagt werden sollen, heißt es in dem am Textende verlinktem Video. Je optimaler ein Arzt einschätzen kann, welche Folgen eine kleine oder größere Herzklappe an einer bestimmten Stelle haben wird, desto besser ist es. Bislang entscheiden sich Chirurgen per CT-Scan für eine Position, der exakt die Anatomie des Patienten vor der OP zeigt. Der CT-Scan zeigt allerdings nicht an, was für Auswirkungen die entsprechenden Optionen haben werden.

Zur Abwägung der verschiedenen Szenarien und ihren Effekt auf den Blutfluss ist die Lösung zahlreiche Faktoren mit Gleichungen erforderlich. Diese Arbeit soll künftig eine Software übernehmen, die derzeit ausgiebig getestet wird. Basierend auf dem CT-Scan wird eine 3D-Replika der Aorta und der Herzklappe mit allen anatomischen Eigenheiten des Patienten erstellt, wie etwa Verkalkung.

Von den Ärzten wird eine blutähnliche Flüssigkeit durch das Modell gepumpt. Per Laser wird dann exakt gemessen, wie der Blutfluss in den verschiedenen Szenarien ist und welche Arbeit die Ersatzherzklappen beispielsweise an unterschiedlichen Positionen leisten. Wissenschaftlern der ETH Zürich gelang es im letzten Jahr, ein Silikonherz mit einem 3D-Drucker herzustellen, welches fast genauso schlägt wie das Original. Das Kunstherz funktionierte jedoch nur 30 bis 40 Minuten bzw. rund 3000 Schläge und danach folgten Rissbildungen.

auch andere Einsätze für Software geplant
Die Software soll auch für andere medizinische Einsätze genutzt werden können (Bild © OSU’s Wexner Medical Center).

Das Ziel des Experiments ist ein besseres Verständnis für die biomechanischen Vorgänge zu entwickeln und das Computermodell zu validieren. In rund einem Jahr soll das Programm vollendet sein, doch im Vorfeld muss es seine Fähigkeiten in Studien beweisen und zugelassen werden. Die Software könnte neben Aortenklappen auch künftig für Mitralklappen einsetzbar sein.

Im Tageseinsatz könnte auf 3D-Modelle verzichtet werden, weil ein CT-Scan als Datengrundlage ausreichen würde, um feststellen zu können, wie die patientenspezifische Anatomie mit den verschiedenen Optionen interagieren würde. Dasi hofft, dass ein MRT oder Ultraschallbild als Datenbasis in Zukunft ausreichen könnte. Der 3D-Drucker könnte Dasi zufolge für die Fertigung individueller Herzklappen genutzt werden, wovon die Patienten profitieren würden.

Unser Newsletter informiert Sie regelmäßig über Neuigkeiten rund um das Thema 3D-Druck. Sie interessieren sich für den 3D-Druck in der Medizin? Lesen Sie hier in unserer Sammlung aus über 300 Artikeln zu den bisher dank 3D-Druck entstandenen Errungenschaften und laufenden Forschungen in der Medizin.

Mehr News:

Anzeige

3D-Drucker und 3D-Scanner schon ab 80,00 €:

Gutscheine und TOP-Angebote der 42. Kalenderwoche 2018

Diese Tabelle ist scrollbar (Pfeiltasten oder Touch verwenden) ►

GerätTypAktionspreisGutschein-Code oder Flash Sale (dann kein Code notwendig)Zum ShopLagerDetailsGültig bisRabattierte Stückzahl
Creality3D - Ender 33D-Drucker147,89 €

GENDER3

kaufenChina- Unschlagbarer Preis
Testbericht
26.10.2018270
Creality3D CR - 10S
* Upgrade Version
3D-Drucker356,69 €

GBCR10STY

kaufenEUTestbericht30.10.201820
Creality3D - Ender 3 PRO3D-Drucker228,79 €

GBEnder3pro

kaufenChina- NEU
- Hohe Nachfrage/ Interesse
30.10.2018193
JGAURORA A53D-Drucker265,34 €Flash
Sale
kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!26.10.201840
JGAURORA A53D-Drucker257,51 €Flash
Sale
kaufenChinaTestbericht26.10.201864
Creality3D CR - 10
* 300 x 300 x 400 mm
3D-Drucker313,19 €Flash
Sale
kaufenChina- gilt nur für DE,AT,CH
- extrem günstiger Preis
- sehr geringe Stückzahl!
26.10.201886
Anet A83D-Drucker121,79 €Flash
Sale
kaufenChina- TOPSELLER 201726.10.201838
Tronxy X5S3D-Drucker230,54 €Flash
Sale
kaufenEU- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Testbericht
25.10.201896
JGAURORA A5X3D-Drucker307,99 €Flash
Sale
kaufenChina- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt26.10.201864
Creality3D CR-X3D-Drucker615,99 €

GBCRX

kaufenChina- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- TOPSELLER 2018
30.10.2018194
Alfawise U203D-Drucker246,11 €

GBYTBXX015

kaufenChinaTestbericht31.10.2018100
Creality3D CR203D-Drucker334,39 €

72HCR20

kaufenChina30.10.201850
SparkMaker SLA UV3D-Drucker221,85 €Flash
Sale
kaufenChina- sehr günstiger Desktop SLA-3D-Drucker
- nur bei Gearbest
26.10.201876
Geeetech A303D-Drucker339,29 €

GBA30

kaufenChina30.10.201890
Tronxy X5S - 400
* 400 x 400 x 400 mm
3D-Drucker339,29 €

GBX5S400

kaufenChina31.10.2018100
Tevo Flash Standard
98% zusammengebaut
3D-Drucker251,67 €

GBFlash

kaufenChina30.10.2018100
Creality3D CR - 10
* 300 x 300 x 400 mm
3D-Drucker345,99 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEUTestbericht
- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Anet A63D-Drucker139,19 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- TOPSELLER 2016
Testbericht
- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Anycubic Kossel3D-Drucker138,08 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Creality3D CR - 10S3D-Drucker360,79 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Anycubic I3 MEGA3D-Drucker284,45 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- Rabattierter Preis wird erst im Warenkorb angezeigt
- schneller Versand aus der EU
- TOPSELLER 2018
Anet A83D-Drucker112,44 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Ciclop 3D-Scanner3D-Scanner82,55 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina- beliebt
Alfawise X6A3D-Drucker247,95 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Creality3D - Ender 23D-Drucker156,68 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Geeetech E1803D-Drucker205,43 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Tarantula3D-Drucker166,07 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Tronxy X5S3D-Drucker261,14 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Anet A63D-Drucker156,68 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Tornado3D-Drucker297,83 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Anet E12
300 x 300 x 400 mm
3D-Drucker249,39 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
Geeetech A103D-Drucker171,99 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Alfawise U203D-Drucker235,82 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Testbericht
ZONESTAR Z8XM2
Dual-Extruder
3D-Drucker326,15 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anet E103D-Drucker237,35 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Alfawise U10
400 x 400 x 500 mm
3D-Drucker394,19 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina- Potenzial auf Topseller 2018
- großer Bauraum
Creality3D - Ender 33D-Drucker158,21 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
TEVO Michelangelo3D-Drucker170,51 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tronxy X13D-Drucker118,31 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChinaTestbericht
FLSUN FL - K Base3D-Drucker144,44 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Creality3D CR - 10mini3D-Drucker285,83 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anet E103D-Drucker226,19 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenEU- SCHNELLER VERSAND AUS EU!
Anycubic I3 MEGA3D-Drucker294,09 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Anycubic I33D-Drucker321,74 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Anet A43D-Drucker141,65 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Anet E123D-Drucker257,03 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenTestbericht
Anet E23D-Drucker170,74 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tronxy X3S3D-Drucker320,77 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen

Tronxy X5
* Aluminium-Rahmen
3D-Drucker281,89 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tronxy X8
* 220 x 220 x 200 mm
3D-Drucker121,65 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tevo Tarantula
* Updated version
3D-Drucker171,65 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Tevo Tarantula
* Aluminiumrahmen
3D-Drucker179,66 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Tornado3D-Drucker318,39 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
TEVO Little Monster
* Delta-3D-Drucker
Delta-3D-Drucker726,84 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina
Ender3D-Drucker140,94 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
JGAURORA A3S3D-Drucker215,57 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenTestbericht
FLSUN S Complete3D-Drucker414,56 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
FLSUN i3 Plus
* Dual-Extruder
3D-Drucker240,44 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
FLSUN FL Q Cricket
* Delta-3D-Drucker
3D-Drucker286,88 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Easythreed E3D3D-Drucker108,32 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufen
Lavewatch LW - 10A3D-Drucker339,93 €aktuell kein Gutschein verfügbar.kaufenChina- NEUER 3D-DRUCKER

Regelmäßige Aktualisierung! Zuletzt in der KW 42 2018. Gutschein-Code funktioniert nicht? Hier melden

► Über 300 3D-Drucker ab 123,00 Euro kaufen.

Newsletter – 3D-Drucker-News per E-Mail:

Zur Anmeldung und Anmeldeinformationen