Aus der Medizin, und hier vor allem der Fertigung von Implantaten, ist der 3D-Druck nicht mehr wegzudenken. Durch die schichtweise und millimetergenaue Fertigung der Implantate wird nicht nur weniger Material benötigt, sondern auch die Passgenauigkeit deutlich verbessert. Implantate können „aus einem Guss“ gefertigt werden, was die Gefahr späterer Bruchstellen deutlich reduzieren dürfte.
Schon jetzt geht man davon aus, dass beispielsweise Zahnärzte in Zukunft neue Zähne, Brücken und Implantate direkt in der Praxis via 3D-Druck herstellen werden und eine Hinzuziehung eines Zahntechnikers oder eines zahntechnischen Labors nicht mehr notwendig sein wird. Diese Mitarbeiter werden sich dann anderweitig spezialisieren müssen (mehr zum 3D-Druck in der Zahnmedizin).
Nicht alles aber ist Musik der Zukunft. Auch heute schon kommen Implantate aus dem 3D-Drucker zum Einsatz. Zum Beispiel in der Veterinärmedizin. So wurde beispielsweise einem Papageien ein neuer Schnabel aus Titan implantiert. Dadurch war es möglich, das Tier im Zoo wieder zu seinen Artgenossen zu lassen. Aber auch Hunde wurden bereits mit einer Beinprothese aus dem 3D-Drucker versorgt.
Die meisten medizinischen Implantate aus dem 3D-Drucker werden aber für den Menschen hergestellt, oder sind für ihn gedacht. So ist es mittlerweile möglich, künstliche Kniegelenke, Kreuzbänder, Teile von Beckenknochen und des Brustbeins, aber auch Kieferimplantate und Schädeldecken mittels 3D-Druck herzustellen und passgenau zu implantieren. Dabei gibt es gegenüber den herkömmlichen, bislang verwendeten Implantaten, meist keine Qualitätsunterschiede.
Vor geplanten Operationen kann auch ein Modell des betreffenden Organs oder der jeweiligen Knochenpartie gedruckt werden. Dadurch ist es möglich, den Verlauf der Operationen genauer zu planen und auch am Modell zu testen. So kann beispielsweise die für den Patienten schonendste OP-Methode herausgefunden werden.
Sehr interessant ist der 3D-Druck in der Medizin auch deshalb, da die einzelnen Ersatzteile im Krankenhaus direkt vor Ort gedruckt werden können. So ist weder eine Bestellung des Implantats auf Vorrat noch das Abwarten von Lieferzeiten notwendig. Nicht nur bei Notfall-OPs ist gerade dieser Aspekt von enormem Vorteil. Das notwendige Filament muss dafür natürlich vorrätig sein.
Besonders im medizinischen Bereich wird viel geforscht, und das betrifft zweifelsohne auch die Herstellung von Implantaten mittels 3D-Druck. Deshalb werden Sie in dieser Rubrik regelmäßig Berichte über Neu- und Weiterentwicklungen in diesem Sektor finden. Haben Sie selbst ein interessantes Thema, über das wir berichten sollen, können Sie uns gern im Kommentarfeld eine entsprechende Nachricht hinterlassen. Alle Neuigkeiten erhalten zuerst unsere Newsletter-Abonnenten kostenlos per Mail (anmelden).
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.
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.
Der Materialhersteller Invibio Biomaterial Solutions bringt mit dem PEEK-OPTIMA sein neuestes 3D-Drucker-Material auf den Markt. Das implantierbare PEEK-Polymer wird als Filament angeboten und wurde somit speziell für den 3D-Druck optimiert. Es eignet sich für den 3D-Druck medizinischer Geräte und Implantate.
Forscher des DAP der RWTH Aachen untersuchen im Rahmen des Projekts „BioStruct“ patientenindividuelle Implantate. Ziel ist es, im Körper resorbierbare Implantate herzustellen. Diese sollen mit dem Laser Powder Bed Fusion-3D-Druckverfahren angefertigt werden und für einen optimalen Heilungsverlauf sorgen.
Das australische Medizinunternehmen Additive Surgical bringt neuartige Wirbelsäulenimplantate aus dem Metall-3D-Drucker auf den Markt. Für diese verwendet das Unternehmen den Titan-3D-Druck. Außerdem setzt das Unternehmen auf die Bone Ingrowth Technology. Wir stellen die Arbeit des Unternehmens einmal genauer vor.
Das irische Unternehmen Croom Medical stellt seine mit 3D-Druck hergestellte IS-Gelenkfixierung vor. Diese wurde mit nTopology entworfen. Für den 3D-Druck verwendete das Unternehmen einen Renishaw 3D-Drucker.
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.
Das indische Start-up Prayasta stellt den 3D-Drucker Silimac P250 vor. Dieser eignet sich für den 3D-Druck von Elastomeren in Industriequalität und soll für den professionellen 3D-Druck von Implantaten und Prothesen eingesetzt werden können.
Der britische Software-Hersteller Synopsis veröffentlicht mit U-2022.12 die neueste Version seiner 3D-Bildverarbeitungssoftware Simpleware. Diese bietet einige neue Funktionen die auch den 3D-Druck umfassen. Wir stellen sie vor.
Das australische Unternehmen Fertilis konnte mit dem neuartigen 2PP-3D-Druck-Material UpFlow von UpNano eine 3D-gedruckte Mikroumgebung für die In-vitro-Fertilisation herstellen. Damit gelang es Fertilis, eine bis zu 40-prozentige Verkürzung der Implantationszyklen zu erreichen. Für den 3D-Druck verwendete UpNano den NanoOne-3D-Drucker.
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.
Das österreichische 3D-Druck-Unternehmen Lithoz präsentiert mit LithaBone HA480 sein neuestes 3D-Drucker-Material für den 3D-Druck von Knochenersatz. Das Material ist biokompatibel und resorbierbar, weshalb es sich sehr gut dafür eignet, eine hohe Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten im Knochenersatz abzudecken. Wir stellen es vor.
Das niederländische Unternehmen Bond3D und Invibio Biomaterial Solutions haben zusammen eine 3D-Druck-Methode entwickelt mit der Wirbelsäulenkäfige der „nächsten Generation“ möglich sein sollen. Mit ihrer Methode sind 3D-gedruckte Käfige realisierbar, die die erforderliche Porosität aufweisen, die die Bildung neuer Knochen stimulieren können soll.
Das US-amerikanische Unternehmen Oxford Performance Materials (OPM) unterstützt die gemeinnützige Arbeit von Orthopaedic Help for Ukraine (OHFU). OPM produziert und liefert die mit 3D-Druckern hergestellten, kundenspezifischen Implantate. Patienten mit kritischen Knochendefekten durch kriegsbedingte Traumata soll damit schnell geholfen werden.
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.
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.
Das belgische Unternehmen Cerhum hat eine Zulassung für seine 3D-gedruckten Knochenimplantate „MyBone“ erhalten. Diese entstehen aus dem mineralischen Hauptbestandteil des Knochens. Es ist das erste Mal in Europa, dass Implantate aus dem 3D-Drucker für den zahnmedizinischen und onkologischen Bereich zugelassen wurden.
Deutsche Forscher der Universität des Saarlands arbeiten mit Hilfe von passgenauen Implantaten aus dem 3D-Drucker daran die Heilung von Knochenbrüchen zu verbessern. Das Implantat hilft den Medizinern dabei, schneller über Verzögerungen oder Probleme bei der Heilung zu erfahren und reagieren zu können. Formgedächtnisdrähte können bei Bedarf die schnellere Genesung zusätzlich unterstützen.
Am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf (UKE) untersuchen Wissenschaftler in gleich zwei Forschungsprojekten die Herstellung von Medikamenten und Implantaten mit 3D-Druckern. Beide Projekte werden von der EU gefördert. Wir stellen sie einmal genauer vor.