Klein, leicht und schnell in seiner Herstellung verspricht ein neuer Medizinroboter, der gemeinsam von fünf Forschergruppen unter Leitung des Fraunhofer IPA entwickelt wurde. Der Roboter lässt sich in nur einem Schritt mit einem 3D-Drucker herstellten und soll noch in diesem Jahr erste Praxistests durchführen.

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Fünf Forscherteams haben mit Hilfe der 3D-Drucktechnologie einen Medizinroboter entwickelt, der Patienten und Ärzten dabei helfen soll, die Tumortherapie zu vereinfachen. Wie das Fraunhofer Institut in einer Pressemitteilung erklärt, ist es das Ziel des Roboters, die Entnahme von Gewebeproben bei Krebspatienten und der thermischen Tumorbehandlung zu verbessern. Die Besonderheit: Der komplex aufgebaute Roboter, der zusätzlich aus verschiedenen Materialien besteht, kann in nur einem Prozessschritt mit einem 3D-Drucker angefertigt werden.

Details zum Medizinroboter

Der 3D-Drucker, der für die Herstellung des Roboters verwendet wird, kann zwei verschiedene Polymerlösungen drucken, sowohl einzeln, als auch gemischt. Die Lösungen werden aufgetragen und anschließend mit UV-Licht ausgehärtet.

Geleitet wurde die Entwicklung von der Projektgruppe für Automatisierung in der Medizin und Biotechnologie des Fraunhofer IPA der Universität Heidelberg. Vier weitere Gruppen aus der Schweiz, Deutschland und Frankreich waren am Projekt „SPIRITS“ (Smart Printed Interactive Robots for Interventional Therapy and Surgery) beteiligt.

Prototyp des Medizinroboters
Der 3D-gedruckte Roboter soll die Gewebeentnahme bei der Tumorbehandlung erleichtern (Bild © Photothèque ICube / A. Morlot).

Klein und leicht – immer nahe am Patienten

Das Ziel der Entwicklungsgruppe war ein Roboter, der so klein und leicht ist, dass er mit dem Patienten in medizinischen Vorrichtungen wie Computertomographen geschoben werden kann. Durch hydraulische Funktionen kann der Arzt den Patienten behandeln, ohne selbst im Raum sein zu müssen.

Roboter-Kolben aus dem 3D-Drucker
Die 3D-gedruckten Kolben für den hydraulischen Antriebs des Roboters (Bild © Fraunhofer IPA).

Die Forschergruppen wollten von Anfang an erreichen, dass der Roboter in einem Schritt per 3D-Druck hergestellt werden kann. Das war schwierig, da unterschiedliche Komponenten aus verschiedenen Materialien bestehen und doch voll funktionsfähig sein müssen. Der Polyjet-Drucker bot sich als ideale Lösung an, da Materialien durch spezielle Mischverfahren hergestellt werden.

Erste Teile geprüft und getestet – Praxistests noch 2019

Am INSA (Institut national des sciences appliquées de Strasbourg) entstanden die ersten Prototypen des Roboters. Seine Hebelarme und die Gelenke wurden erfolgreich getestet. Auch das haptische System, das dem Arzt beim Einführen von Nadeln eine genaue Rückmeldung geben soll, funktioniert. Erste Praxistests soll es noch in diesem Jahr geben.

Es ist nicht das erste Mal, dass der 3D-Druck sich in der Medizin als nützlich erweist. Die Berliner Charité zeigte im Januar 2019, dass dank 3D-gedruckter Titan-Mesh-Implantate die Knochenregeneration optimiert werden kann.

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