Am Universitätsklinikum Bonn (UKB) in Nordrhein-Westfalen hat die Arbeitsgruppe „3D-Druck“ mit Hilfe von 3D-Druckern realistische Modelle von Gelenken und Föten hergestellt. Mit diesen können die angehenden Ärzte besser verschiedene Krankheitsbilder trainieren. Außerdem können sie die Frühdiagnostik rheumatologischer Erkrankungen und Fehlbildungen von Kindern im Mutterleib verbessern.

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Eine fächerübergreifende Arbeitsgruppe am Universitätsklinikum Bonn (UKB) hat laut einer Pressemitteilung für die Sonographie geeignete Gefäß- und Gelenkmodelle und 3D-Modelle von Föten mit Hilfe von 3D-Druckern hergestellt. Die Mediziner wollen die Frühdiagnostik rheumatologischer Erkrankungen und von Fehlbildungen von Kindern im Mutterleib verbessern, heißt es in einer Pressemitteilung der UKB.

Eine rechtzeitige Diagnose ist bei rheumatologischen Erkrankungen der Schlüssel für eine erfolgreiche, individuell angepasste Therapie. Die Sonographie (Ultraschall) bietet dabei eine schnelle, nicht invasive bildgebende Methode. Die oberflächlichen Strukturen eines Gelenkes sowie die Sehnen, Muskeln, Nerven und Blutgefäße werden dabei höher auflösend als mittels Magnetresonanztomographie (MRT) dargestellt. Auch die Uniklinik Köln und die Medizinische Fakultät nutzen den 3D-Drucker in der Forschung und Lehre für eine verbesserte Patientenversorgung .

Details zum 3D-Druck am UKB

Bei der Gefäßsonographie liegt der Fokus von Privatdozent Dr. Valentin S. Schäfer, Leiter der Rheumatologie und klinischen Immunologie an der Medizinischen Klinik III am UKB, unter anderem auf der Diagnose von chronischen Entzündungen großer Gefäße wie die Riesenzellarteriitis. Betroffene leiden vor allem unter starken Kopfschmerzen, Empfindlichkeit in der Schläfenregion, Sehstörungen und Schmerzen beim Kauen, sowie häufig Gewichtsverlust und Nachtschweiß. Eine frühe Diagnose und eine rasche Behandlung verhindert u.a. eine drohende Erblindung.

Der Rheumatologe und Internist Schäfer erklärte, warum er die interdisziplinäre Arbeitsgruppe 3D-Druck ins Leben rief:

„Damit unsere Studierenden sowie Rheumatologen eine Diagnose per Sonographie der betroffenen Schläfenarterie, üben können, gibt es aber nicht genug Patienten mit akuten Krankheitsgeschehen.“

Der Weg zu den 3D-gedruckten Modellen

Vor drei Jahren begann er damit, Schicht für Schicht mit einem einfachen 3D-Drucker Gefäße nachzubilden. Die räumliche Auflösung war jedoch verbesserungswürdig. Zur Darstellung sehr feiner Strukturen erwies sich die Stereolithographie mit speziellen Harzen als besser. Das 3D-gedruckte Modell wird in spezielle Gelatine eingebettet, die der natürlichen Umgebung für eine Ultraschalluntersuchung sehr nahekommt. Die Schläfenarterie (Arteria temporalis) oder der Achselarterie (Arteria axillaris) zu drucken dauert rund zwölf Stunden. Sie ist wird eins zu eins zur menschlichen Vorlage moduliert.

Verantwortliche und 3D-Druck-Modelle
Die 3D-gedruckten Modelle sollen bei der Frühdiagnostik und bei der Ausbildung helfen (im Bild: Modelle von Gefäßen (vorne) sowie von Finger- und Kniegelenk aus dem 3D-Drucker für die Sonographie in der Lehre)(Bild © Universitätsklinikum Bonn (UKB)/ Rolf Müller).

Schäfer erklärt:

„Wir können im Ultraschallmodell die Gefäßwandverdickung, die typisch für die Riesenzellarteriitis ist, exzellent nach allen europäisch publizierten Ultraschalldaten nachbilden.“

Die 3D-Modelle der Riesenzellarteriitis werden am UKB bereits im Unterricht und innerhalb der europäischen Ultraschallgruppe zur Bildgebung von Großgefäßvaskulitiden („Großgefäßrheuma“) geprüft. Für die Ultraschall-Ausbildung in der Rheumatologie gibt es von der Arbeitsgruppe 3D-Modelle verschiedener Gelenke wie dem Kniegelenk, dem Handgelenk und den Fingergelenken. Damit können Studierende das Punktieren, also das gezielte Setzen einer Nadel, in ein Gelenk unter Ultraschall-Kontrolle üben.

Fötus-Modelle sollen dabei helfen, typische Ultraschall-Untersuchungen und mögliche krankhafte Abweichungen zu modellieren und zu simulieren. Die Mediziner in Bonn untersuchen Wege, Strukturen im Gehirn des Ungeborenen mit 3D-Druck darstellen zu können. Dazu gehört auch die Nackentransparenz, eine unter der Haut gelegene Flüssigkeitsansammlung im Nackenbereich eines ungeborenen Kindes, die wichtig bei der Fehlbildungsdiagnostik ist.

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