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Medizin: Gesichtsprothesen mit dem 3D-Drucker macht Patienten neue Hoffnung

 18. November 2013  Marcel Thum  

Gesichtsprothesen aus dem 3D-Drucker: Das britische Unternehmen Frapp Design hat ein Verfahren entwickelt mit dem sich Nasen und Ohren mit dem 3D-Drucker herstellen lassen. Geringere Kosten und ein deutlich beschleunigter Produktionsprozess könnten den Erfolg der ungewöhnlichen Methode gegenüber der konventionellen Fertigung bringen. Das Unternehmen plane bereits zukünftig auch größere Körperteile mit dem 3D-Drucker herzustellen. Und Augen.

Foto Ohr aus 3D-Drucker
Das britische Unternehmen Frapp Design entwickelte ein Verfahren um Gesichtsprothesen mit dfem 3D-Drucker herzustellen (Bild © // frappdesign.co.uk).

Jeder kennt Filme wie „das Schreckenskabinett des Dr. Phibes“ indem der Bösewicht auf tragische Weise sein Gesicht verlor und mit Hilfe eines neuen, selbst hergestellten Gesichts aus einer Silikon-PVC-Mischung seine Übelkeiten an der Menschheit vollzieht und für Angst und Schrecken sorgt. Charakteristisch für diese Filmart ist, dass mindestens einmal im Film der Schuft seine Maske vom Gesicht zieht und man die narbigen Überreste mit Schrecken betrachten darf.

Wer nun denkt Gesichtselemente können nicht mal eben ersetzt werden, der irrt. Die britische Firma Fripp Design Ltd. hat sich für die Fertigung von Prothesen mit dem 3D-Drucker verschrieben!

Geschichte der Gesichtsprothese

Die Herstellung von Prothesen für das Gesicht ist keineswegs neu und geht auf die Zeit nach dem zweiten Weltkrieg zurück. Verstümmelungen der Gliedmaßen und Entstellungen im Gesicht machten es in der Nachkriegszeit notwendig, medizinische Methoden und Techniken zu entwickeln Körperteile künstlich herzustellen. Nicht nur der langwierige Produktionsprozess, sondern vor allem aufgrund hoher Kosten blieb es vielen Kriegsveteranen verwehrt auch aus ästhetischer Sicht mit der Vergangenheit abzuschließen.

Prothesen werden zumeist von Hand hergestellt. Eine prothetische Nase oder ein Ohr kostet dem Patient in der USA ca. 5000 Dollar (3.500€). Neben der langen Produktionszeit und hohen Kosten gehört noch die schmerzhafte Prozedur zu den Hemmnissen für die Opfer.

Vorteile der Herstellung von Gesichtsprothesen mit dem 3D-Drucker

Welche Vorteile bringt also die Herstellung von Prothesen mit dem 3D-Drucker?

  1. Günstiger Preis: Der Preis für eine Gesichtsprothese aus dem 3D-Drucker ist wesentlich günstiger als bei der klassischen Herstellung. Wurde die Prothese bisher in Handarbeit geschaffen, übernimmt die Arbeit nach den Vorstellung von Fripp Design zukünftig der 3D-Drucker.
  2. Weniger Schmerzen: Schmerzen sollen vermindert werden, indem eine Bildmessung des verstümmelten Körperteils erfolgt (mehr zum Thema 3D-Scanner…) und die gesammelten Daten an dem PC zu einer CAD-Datei gerendert werden.
  3. Beschleunigter Produktionsprozess: Die Gesichtsprothese soll nach Herstellerangabe in nun wenigen Tagen abholbereit zur Verfügung stehen.
  4. Mehr Authentizität: Die im vorherigen Schritt erstellte CAD-Datei wird nach MRI-Daten und CT-Scans abgeglichen und digital angepasst. Anschließend wird das Modell der Hautfarbe des Patienten exakt angepasst sowie Poren, Muttermale und Falten hinzugefügt. In einigen Fällen ist es sinnvoll auch Familienmitglieder einer Bildmessung zu unterziehen, um das Ergebnis der Prothese weiter zu verbessern.
  5. Austauschbarkeit: Die Gesichtsprothese kann mühelos wieder abgenommen werden, da während der Gesichtsrekonstruktion zumeist kleine Stahlstäbchen eingesetzt werden, an die die 3D-Prothese mittels Magnet aufgesetzt werden kann.

Material aus denen die Gesichtsprothesen gedruckt wird

Foto Nase aus 3D-Drucker
Abb. 1: Nase aus dem 3D-Drucker: Kunden müssen aktuell noch Abstriche machen in der Authentizität (Bild © // frappdesign.co.uk).

Die Herausforderung für die Gesichtsprothese aus dem 3D-Drucker war es eine Materialmischung zu finden die dem menschlichen Gesicht so nahe wie möglich kommt, sprich menschliches Fleisch und Haut mögichst zu 100% realitätsnah imitiert. Nach unzähligen Experimenten entschieden sich die Hersteller der Prothesen für eine spezielle Stärke-Lösung die mit einer Silikon-Mischung gefüllt wird, um mehr Robustheit und Elastizität zu ermöglichen und ein natürliches Ergebnis zu schaffen.

Probleme, Einschränkungen, Weiterentwicklungen

Bild Nase aus 3D-Drucker dunkler Hauttyp
Abb. 2: Die Herstellung von Gesichtsprothesen für dunkle Hauttypen bereitet aktuell noch Schwierigkeiten (Bild © // frappdesign.co.uk).

Als größtes Problem wird sicherlich die vergleichbar geringere Authentizität gegenüber der klassischen Herstellungsweise wahrgenommen (Abb. 1). Außerdem gibt es aktuell noch Probleme bei der Herstellung von Gesichtsprothesen mit dem 3D-Drucker für dunkle Hauttypen (Abb. 3). Das britische Unternehmen hofft nun auf eine hohe Nachfrage um an dem medizinischen 3D-Druckverfahren weiterentwickeln zu können. Man stelle sich bereits vor zukünftig auch größere Körperteile mit dem 3D-Drucker herzustellen, wie zum Beispiel Gliedmaßen. Auch Augen seien ein Thema (Abb. 3). Mehr zum Einsatz von 3D-Druckern in der Medizin findet Ihr auf unserer Seite zum Thema „3D-Drucker in der Medizin“.

Bild Augen aus dem 3D-Drucker
Abb. 3: Zukunftsmusik oder bald schon real? Augen aus dem 3D-Drucker (Bild © // frappdesign.co.uk).

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