In den letzten Jahren hat sich der 3D-Druck als bahnbrechende Technologie in vielen Bereichen etabliert. In der Medizin, insbesondere in der Chirurgie, bietet der 3D-Druck vielfältige Möglichkeiten und bringt zahlreiche Vorteile mit sich. In diesem Artikel werden die Einsatzmöglichkeiten von 3D-Druck in der Chirurgie, die Vorteile und die Bereiche, die besonders davon profitieren, sowie einige bekannte Projekte diskutiert.
Der 3D-Druck bietet zahlreiche Möglichkeiten und Vorteile in der Chirurgie. Durch die Herstellung patientenspezifischer Implantate, präoperative Planung mit 3D-Modellen und das Potenzial des Bioprintings können Chirurgen präzisere Eingriffe durchführen, die Operationszeit reduzieren und die Patientenergebnisse verbessern. Besonders in den Bereichen Orthopädie, Neurochirurgie, Kiefer- und Gesichtschirurgie sowie Herz- und Gefäßchirurgie zeigt der 3D-Druck sein großes Potenzial. Erfolgreiche Projekte auf der ganzen Welt belegen, dass diese Technologie das Gesundheitswesen revolutionieren kann.
Forscher der Yale University School of Medicine haben 3D-gedruckte Reproduktionen von 20 Knien mit rezidivierender Patellaluxation und 10 gesunde Knie analysiert. Ihr Ziel war es, die anatomischen Details wie die Positionierung der proximalen Trochlearinne und der Rillenschiefstellung sowie Veränderungen der medialen und lateralen Trochlealeisten zu untersuchen. Ihre Arbeit wurde im Fachjournal Orthopedic Journal of Sports Medicine veröffentlicht.
Vor einem Jahr wurde in Australien eine Operation durchgeführt, die laut den Beteiligten die weltweit Erste gewesen sein soll, bei der ein bioresorbierbares 3D-gedrucktes Kiefernknochenimplantat eingesetzt wurde. Vor Kurzem wurde der Istzustand des Patienten überprüft und es zeigte sich, dass der Knochen nachgewachsen ist. Das Implantat wird innerhalb von 24 Monaten nach der Operation rückstandslos im Körper zerfallen. Somit ist keine zweite Operation notwendig.
In einem Krankenhaus im polnischen Lublin wurde eine 3D-gedruckte Hüftprothese zum ersten Mal erfolgreich eingesetzt. Der Patient bekam sie, da die bisherige Stahlprothese Probleme verursachte. Um die 3D-gedruckte Prothese korrekt herstellen zu können, wandten sich die Mediziner an das polnische Unternehmen Medgal.
Das Rapid.Tech 3D Medizin-Forum 2023 zeigt, wie der 3D-Druck die Medizintechnik revolutioniert, indem er bei Hochrisiko-Eingriffen eingesetzt wird und immer mehr medizinische Standards erfüllt. Die Veranstaltung präsentiert Innovationen wie patientenspezifische additiv gefertigte Aortenstents, realitätsnahe 3D-gedruckte Modelle für die Ausbildung von medizinischem Personal und individuell angepasste Armprothesen, die Funktionalität und Ästhetik verbinden. Der Fachkongress findet vom 9. bis 11. Mai 2023 in der Messe Erfurt in Thüringen statt.
Eine junge Patientin mit einem kritischen tibialen Knochendefekt (Schienbeinbruch) wurde erfolgreich mit einem 3D-gedruckten Titankäfig behandelt, der speziell für sie entworfen und aus Titan mit Hilfe von 3D-Druck hergestellt wurde. Die Operation war ein Erfolg und führte zu einer schnellen Genesung des Patienten. Der Bericht zeigt das Potenzial der 3D-Druck-Technologie bei der Behandlung von Knochendefekten auf.
US-amerikanische Forscher von der University of Florida haben mit „AMULIT“ eine 3D-Druck-Methode entwickelt, mit der sie noch bessere medizinische Modelle zur Operationsvorbereitung herstellen können. Bislang war es schwierig, bei derartigen Modellen auch Blutgefäße und Ähnliches exakt nachzuahmen. Mit der AMULIT-Methode soll sich das ändern.
Forscher der Swansea University Medical School haben mit Hilfe von 3D-Druck eine Nase für den medizinischen Einsatz entwickelt. Diese soll aus Hyaluronsäure und zerkleinertem Weichholz hergestellt werden können. Das daraus entstehende Grundgerüst soll Menschen nach Krebs oder Unfällen zu einem neuen, besseren Lebensgefühl mit einer passgenauen, angenehmeren Prothese verhelfen.
Bei der Entfernung von Tumoren im Brustkorb müssen Ärzte häufig Rippen entnehmen, um an das Tumorgewebe zu kommen. 3D-gedruckte Ersatzrippen aus Polymethylmethacrylat (Knochenzement) sollen künftig dabei helfen, dass Patienten besser atmen können. Die Ersatzrippen aus dem 3D-Drucker kommen bereits in Operationen zum Einsatz.
Das 3D-Druck-Unternehmen Stratasys und Ricoh USA kooperieren bei der Bereitstellung von On-Demand-3D-Druck-Lösungen für gedruckte anatomische Modelle für klinische Umgebungen. Dazu nutzen sie die 3D-Druck-Technologie von Stratasys, die Cloud-basierte Segmentation-as-a-Service-Lösung von Axial3D und die Präzisions-Additive-Manufacturing-Services von Ricoh zu einer patientenspezifischen Lösung. Der Dienst soll ab dem 3. März 2023 verfügbar sein.
Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine Methode für den 3D-Druck von Roboterherzen entwickelt, die sich exakt auf Patienten zuschneiden lassen. Die Ärzte können sich damit noch besser auf das Herz des Patienten und dessen Probleme einstellen. Mit Manschetten ist es außerdem möglich, sich auf schwierig zu behandelnde Eingriffe wie Aortenstenosen vorzubereiten. Wir stellen die Arbeit der Wissenschaftler einmal vor.
Das US-amerikanische Unternehmen 3D Systems kündigt sein „Regenerative Tissue Program“ an. Das Programm eignet sich für chirurgische Eingriffe, die eine Rekonstruktion mit organischem Gewebe erfordern. Das 3D-Druck-Unternehmen 3D Systems erklärt, dass damit die Konstruktion von vaskularisiertem, patientenspezifischem, lebendem menschlichen Gewebe möglich sein soll.
Am Universitätsklinikum Brecht in Frankreich wurde der J5 MediJet 3D-Drucker von Stratasys installiert. Ärzte können sich mit den 3D-gedruckten, realitätsnahen medizinischen Instrumenten unter anderem besser auf Operationen vorbereiten sowie die Qualität der medizinischen Ausbildung verbessern. Ein weiterer Vorteil ist der 3D-Druck von Modellen, um den Patienten das Problem besser zu erklären.
Forscher der University of Colorado Boulder haben eine Methode entwickelt, um medizinische Bilder wie CT- oder MRI-Scans in äußerst detaillierte, digitale 3D-Modelle umzuwandeln. Dazu versuchen sie, die Strukturen mit „Grenzflächen“-Mapping zu erfassen. Die digitalen 3D-Modelle könnten dann zum Beispiel für die Erstellung von physischen Modellen mit 3D-Druckern weiterverarbeitet werden und so extrem realistische, medizinische Patientenmodelle möglich machen. Wir stellen die Arbeit der Forscher einmal genauer vor.
Das türkische Unternehmen TrabTech hat 1,3 Millionen Euro aus Mitteln der Europäischen Union erhalten, die es in die Entwicklung von 3D-Druck-Implantaten investieren wird. Das Ziel des Unternehmens ist es, den Zulassungsprozess für seine Produkte abzuschließen. Es plant auch, den Hauptsitz nach Deutschland zu verlegen, um dem EU-Markt beizutreten.
Französische Mediziner vom Claudius-Regaud-Institut und des Universitätsklinikums Toulouse implantierten erfolgreich eine mit 3D-Druck hergestellte und auf Biomaterialien basierende, nasenförmige Struktur im Gesicht einer Patientin. Mehrere Versuche mit traditionellen Methoden eine Nasen aus organischen Substanzen herzustellen sind zuvor gescheitert. Wir stellen die Arbeit der Ärzte vor.
Der Medizingerätehersteller BellaSeno aus Leipzig hat resorbierbare Brustimplantate aus dem 3D-Drucker entwickelt. Diese ermöglichen einen komplikationsärmeren Eingriff bei Brustoperationen. Nach ersten erfolgreichen Versuchen am Menschen sollen nun weitere Tests folgen.
Forschern aus Schweden ist es gelungen mit 3D-Druck hergestellte Hornhaut aus Schweinehaut beim Menschen zu transplantieren. Die 3D-gedruckte Hornhaut konnte in ersten Tests Patienten bereits erfolgreich helfen. Die Hornhaut aus dem 3D-Drucker ist zugänglicher und günstiger als mit bisherigen Methoden und könnte den hohen Bedarf an Hornhäuten eventuell in Zukunft abdecken.
Mediziner aus Polen hatten das Ziel, einem kleinen Mädchen mit einem Schädelknochendefekt, der vor der Geburt entdeckt wurde, zu helfen. Die Geburt stand kurz bevor, als das Unternehmen Sygnis mit dem 3D-Druck eines Modells zur Operationsvorbereitung beauftragt wurde. Damit die Vorbereitung gelingt, nutzten sie zwei verschiedene Methoden, um ein Modell zu realisieren.
Das Medizinunternehmen ActivArmor und das 3D-Druck-Unternehmen Fusion3 erweitern ihre Unternehmenskooperation beim 3D-Druck individueller, passgenauer Schienen und Orthesen. Gemeinsam bieten sie eine 3D-Druck-On-Demand-Fertigung in Kliniken an. Wir stellen die Arbeit beider Unternehmen einmal genauer vor.
Das US-amerikanische Unternehmen Onkos Surgical hat die FDA-Zulassung für sein My3D-Beckenrekonstruktionssystem erhalten. Das soll Chirurgen dabei helfen, bisher nicht behandelbare Probleme mit 3D-gedruckten Lösungen behandeln zu können. Wir stellen das My3D-Beckenkonstruktionssystem von Onkos Surgical einmal vor.