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).
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.
Ein Ärzteteam am Shaare Zedek Medical Center in Israel hat mit Hilfe von 3D-Druck eine Hornhaut entwickelt, die einem 71-jährigen Patienten erfolgreich transplantiert wurde. Das 3D-gedruckte Implantat ist lediglich 50 Mikrometer dünn und besteht aus synthetischen Materialien. Dadurch wollen die Mediziner gewährleisten, dass das Implantat vom Patienten nicht abgestoßen wird.
Das deutsche Spezialchemieunternehmen Evonik stellt mit VESTAKEEP iC4800 3DF ein neues PEEK-Material für den 3D-Druck von Implantaten vor. Es verspricht unter anderem verbesserte osteokonduktive Eigenschaften, heißt es vom Hersteller. Wir werfen einen Blick auf das neue PEEK-Filament für die medizinische Anwendung.
In Indien gelang es den Ärzten des Manipal Hospitals einen Krebspatienten mit einem 3D-gedruckten Titanimplantat das Leben zu retten. Das Implantat wog aufgrund einer modifizierten Wabentechnologie weniger als 250 Gramm, anstatt der 5 Kilogramm, die eine Operation bei dem Patient unmöglich gemacht hätten. Wir stellen das 3D-gedruckte Brustimplantat und den Weg bis zur Operation einmal genauer vor.
Das französische Start-up für regenerative Medizin Healshape geht davon aus, in einer Serie-A-Finanzierung 6,8 Mio. USD für die Weiterentwicklung seiner 3D-gedruckten Brustimplantate zu erhalten. Das Unternehmen entwickelt mit Hilfe der 3D-Druck-Technologie Implantate, die unter Verwendung lebender Patientenzellen entstehen. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Das 3D-Biodruck-Unternehmen BICO schließt mit dem Unternehmen Nanochon einen Auftragsfertigungsvertrag über 1,5 Mio. USD für den regenerativen Gelenkersatz ab. SCIENION wird dabei als Auftragshersteller fungieren. Nanochon möchte den 3D-Druck von regenerativen Gelenkimplantaten voranbringen.
Dr. F. Rossignol, ein Pferdechirurg von der veterinärmedizinischen Clinique de Grosbois in Frankreich, hat zusammen mit 3D Medical und GE Additive Titanimplantate für eine bessere Behandlung von Halswirbelfrakturen bei Pferden entwickelt. Bei der Herstellung der individuellen Implantate setzten die Experten auf den Titan-3D-Druck. Erste Behandlungen verliefen erfolgreich und könnte verletzte Rennpferde zukünftig vor dem Einschläfern retten.
Forscher des Center for Additive Manufacturing (AM.NUS) der National University of Singapore haben die Wirksamkeit der Verwendung von Korallenmaterialien für individuelle 3D-gedruckte Implantate für Patienten untersucht, die ein Knochentransplantat benötigen. Bislang gab es drei Methoden beschädigte Knochen zu ersetzen. Der 3D-Druck von Knochenimplantaten soll jedoch für eine effizientere Behandlung sorgen.
Das britische Unternehmen 4D Biomaterials entwickelt mit 4Degra ein Biomaterial, das für den 3D-Druck medizinischer Implantate verwendbar ist. Unter anderem auch für die Weiterentwicklung seiner medizinischen 3D-Drucker-Materialien erhielt 4D Biomaterials jetzt knapp 1,9 Millionen Euro Investmentkapital.
Die Marle Group aus Frankreich hat seine Pläne zur Übernahme von 3D Medlab, ebenfalls aus Frankreich, bekanntgegeben. Mit der Übernahme ist die Marle Group in der Lage ihren Kunden eine End-to-End-Additive-Manufacturing-Komplettlösungen anzubieten. Beide Unternehmen sind im medizinischen 3D-Druck tätig und stellen unter anderem passgenaue, orthopädische Implantate her.
Das Medizintechnikunternehmen BellaSeno entwickelt medizinische Gerüste mit 3D-Druck. Um eine vollständig automatisierte und cloudbasierte Fertigungsplattform aufzubauen, erhielten BellaSeno zusammen mit dem Fraunhofer IPT einen Zuschuss in Höhe von 1,4 Mio. Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Damit soll ein hochleistungsfähiges Scale-up-Verfahren für GMP-konforme Fertigungsanlagen im Rahmen industrieller Anwendungen umgesetzt werden.
Die chinesische Huaxing Group erhielt die Zulassung der chinesischen National Medical Products Administration (NMPA) für Medizinprodukte der Kategorie 3, für ihre porösen Wirbelsäulenfusionskäfige (Cages). Diese stellte die Huaxing Group mit einem FS121M 3D-Drucker von Farsoon Technologies her. Die Zulassung ist ein weiterer Schritt im 13. 5-Jahres-Plan von China zur Weiterentwicklung fortschrittlicher Technologien, zu denen China auch den 3D-Druck zählt.
Der 3D-Druck-Dienstleister ZARE wird Mehrheitseigner beim italienischen 3D-Druck-Unternehmen Proxera. Damit steigt ZARE in den 3D-Druck von komplexen, chirurgischen Metallimplantaten ein. Proxera wird weiterhin eigenständig agieren.
Das US-Start-up Dimension Inx hat eine neuartige Technologie für den 3D-Druck von therapeutischen Implantate entwickelt, die eine deutlich schnellere Regeneration und Reparatur von Gewebe ermöglichen sollen. Eine Seed-Finanzierungsrunde schloss das das Bioprinting-Unternehmen jetzt mit einem Betrag in Höhe von 3,175 Mio. USD erfolgreich ab. Damit will Dimension Inx sein nächstes Ziel, die Zulassung durch die US-amerikanische Gesundheitsbehörde FDA, erreichen.
Europaweit schließen sich verschiedene Unternehmen dem TRIANKLE-Konsortium an, das mit Bioprinting 3D-Druck-Lösungen für die Regeneration von Knöchelerkrankungen entwickeln will. Daran beteiligt ist unter anderem auch der spanische Top-Fußballklub FC Barcelona, das bekannte Bioprinting-Unternehmen CELLINK und das Fraunhofer-Institut. Das Projekt, das im nächsten Jahr startet, soll zunächst vier Jahre andauern und ist Teil des EU-Forschungsprojekts „Horizon 2020“.
An der TH Köln wird aktuell in einer wissenschaftlichen Arbeit an 3D-Druckverfahren und auf Harz basierenden Materialien für den 3D-Druck von Implantaten geforscht. Die Implantate sollen dem Körper Medikamentenwirkstoffe über einen exakten Zeitraum abgeben können. Das wäre unter anderem für Menschen hilfreich, die Medikamente nicht selbstständig einnehmen können.
Das chinesische Unternehmen AK Medical wird der Herstellung seiner Metallimplantate von acht Arcam 3D-Druckern von GE Additive unterstützt. Mit dem EBM-3D-Druckverfahren stellt AK Medical seine orthopädischen Hilfsmittel deutlich präzises und kosteneffizienter her, berichtet das Unternehmen über seine Erfahrung mit der additiven Fertigung.
Das in Nordrhein-Westfalen beheimatete Spezialchemieunternehmen Evonik hat mit dem VESTAKEEP® i4 3DF ein neues, für den 3D-Druck von Implantaten geeignetes, PEEK-Filament vorgestellt. Es erhält die Eigenschaft „Implant-Grade“. Evonik zu Folge soll das medizinische Filament die Möglichkeiten beim 3D-Druck von Implantaten erweitern.
Der 3D-Drucker-Hersteller SLM Solutions und der chinesische Hersteller für Unternehmen Canwell Medical gehen eine Partnerschaft ein. Canwell Medical setzt bei seinen Implantaten, orthopädischen Geräten und anderen Objekten auf die 3D-Drucker von SLM Solutions. Das 3D-Druck-Unternehmen sorgt laufend dafür, dass der 3D-Druck der wichtigsten Produkte von Canwell Medical laufend überprüft, untersucht und weiterentwickelt wird.
Forschern am Massachusetts Institute of Technology (MIT) ist es gelungen, weiche, flexible neuronale Implantate mit einem 3D-Drucker herzustellen, die sich vorsichtig und sicher an die Umgebung im Gehirn anpassen. Diese eignen sich unter anderem dafür, Symptome von Krankheiten wie der Epilepsie, Parkinson oder Depression zu lindern. Mit einem Test an einer Maus bewiesen die Forscher jetzt die Funktionsfähigkeit ihrer Entwicklungen.