Der 3D-Druck hat sich in der Medizin mit rasanter Geschwindigkeit ausgebreitet. Es werden bereits seit einiger Zeit Zahnkronen, Hörgeräte und chirurgische Instrumente erfolgreich mit 3D-Druckern hergestellt. Selbst für die Herstellung von Tabletten wird der 3D-Druck heute teilweise schon angewendet. Der medizinische 3D-Druck, also der Einsatz von 3D-Druckern in der Medizin, unterstützt die Medizin besonders auf zwei Arten: Zum einen wird es Chirurgen ermöglicht, passgenaue Implantate zu erstellen. Zum Anderen können Ärzte und Chirurgen die Operationsvorbereitung an 3D-gedruckten Modellen üben und so ein besseres Verständnis über die geplante Operation erlangen. Das so genannte Bioprinting kann also eigener Bereich betrachtet werden und ermöglicht der Medizin mit Unterstützung der additiven Fertigung weitere Verbesserungen der Behandlungsmöglichkeiten.
Schätzungen zufolge hat bereits ein Drittel der Unternehmen aus dem Bereich der Pharmazie und Medizintechnik bereits Erfahrung mit dem 3D-Druck eingesammelt. Dennoch steht die additive Fertigung noch in einem harten Konkurrenzkampf mit traditionellen Herstellungsmethoden, was besonders den 3D-Druck großer Fertigungsserien betrifft. Hier würde der 3D-Druck sehr viel Zeit in Anspruch nehmen, jedoch stellt das im medizinischen Bereich keine große Herausforderung dar, weil hier speziell für den Kunden zugeschnittene Lösungen hergestellt werden.
So macht der 3D-Druck im medizinischen Bereich beispielsweise die Entwicklung kundenspezifischer Implantate möglich. Diese erfüllen letztlich die individuellen Anforderungen der Patienten ohne Probleme.Ein Implantat hat die Aufgabe über einen längeren Zeitraum eine oder mehrere Funktionen eines Organs zu unterstützen, zu übernehmen oder es ganz zu ersetzen. Per Definition ist das Implantat komplett an den betroffenen Patienten und dessen Anatomie angepasst. Hier kommt der 3D-Druck ganz klar zum Vorschein und hilft bei der Fertigung individueller Prothesen oder Implantate.
Im medizinischen Bereich verwenden nun mehrere Unternehmen und bedeutende Akteure den 3D-Druck zur Fertigung individualisierter medizinischer Geräte. Durch den Einsatz der 3D-Drucktechnologie können Implantate und Prothesen leichter kostengünstige, komplexe und maßgeschneiderte Lösungen anbieten und die Fertigung von Zahn- und Gehörprothesen kann durch den 3D-Druck zusätzlich automatisiert werden.
Außerdem wird der 3D-Druck immer häufiger für das chirurgische Training angewendet. Die dritthäufigste Todesursache in den USA sind medizinische Fehler, die jetzt dank 3D-Druck reduziert werden können. Da immer mehr medizinische Geräte maßgeschneidert werden können, eignen sie sich ideal für die Herstellung individuall angepasster chirurgischer Modelle. Diese Modelle geben den Chirurgen die Möglichkeit, sich vor der Operation besser vorzubereiten. Zudem können dem Patienten die 3D-gedruckten Modelle vor der Operation gezeigt werden, so dass auch dieser alle Einsätze und Arbeitsschritte sehen und vor allem besser verstehen kann. Im Endeffekt soll der 3D-Druck die medizinischen Fehler reduzieren, was schon heute erreicht wird.
Mit fortschreitender Entwicklung der 3D-Drucktechnologie gewinnt auch eine dritte Art im medizinischen 3D-Druck an Bedeutung – das Drucken von Organen und menschlicher Stammzellen. Dieser medizinische Anwendungsbereich befindet sich allerdings noch in der Forschungsphase, obwohl bereits nennenswerte Resultate erreicht wurden.
Über die genannten drei Bereiche berichten wir regelmäßig auf dieser Themenseite oder Sie können die News auch direkt über unseren Newsletter abonnieren.
Das niederländische Unternehmen Novenda Technologies hat eine 6,1 Millionen US-Dollar schwere Finanzierungsrunde abgeschlossen. Mit einer neu entwickelten 3D-Drucktechnologie will das Unternehmen die Herstellung dentaler Produkte automatisieren und zugleich den Materialeinsatz und die Ästhetik verbessern.
Forscher der Stanford University haben eine neue Methode entwickelt, um realitätsnahe Gefäßsysteme für den 3D-Druck menschlicher Organe zu entwerfen. Ihre Software ermöglicht die schnelle Modellierung komplexer Blutgefäßbäume und könnte die Herstellung transplantierbarer Herzen erheblich voranbringen.
Das Institut für Physik der Werkstoffe (IPM CAS) in Brünn (Tschechien) hat den ersten Lithoz CeraFab Multi 2M30 3D-Drucker in Tschechien installiert. Der Multi-Material-3D-Drucker vom österreichischen Hersteller Lithoz soll zur Entwicklung sensorintegrierter Knochenimplantate beitragen und auch in der Luftfahrtforschung zum Einsatz kommen.
Ärzte des Vinmec International Hospital in Vietnam haben bei einem achtjährigen Jungen mit Knochenkrebs den kompletten Oberschenkelknochen durch ein 3D-gedrucktes Implantat ersetzt. Es handelt sich um den weltweit jüngsten bekannten Patienten, bei dem ein vollständiger Femurersatz mit dieser Technologie durchgeführt wurde.
Die US-Armee arbeitet mit der University of Hawaii an einem Projekt zur Entwicklung von 3D-gedruckter Haut. Ziel ist die Versorgung verletzter Soldaten mit mobilen Bioprintern direkt im Einsatzgebiet.
Croom Medical hat mit „TALOS“ eine neue Plattform zur additiven Fertigung von Tantal-Komponenten vorgestellt. Die Technologie überwindet bisherige Verarbeitungsgrenzen und ermöglicht poröse, stabile Strukturen für medizinische und industrielle Anwendungen.
MEDIRA setzt bei der Entwicklung eines Einführsystems für eine künstliche Herzklappe auf die Unterstützung von 1zu1 aus Österreich. Das Projekt kombiniert 3D-Druck-Prototypen und Spritzguss-Bauteile, gefertigt unter Reinraumbedingungen, um eine schnelle Marktreife zu ermöglichen.
Das Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI) hat eine lichtbasierte 3D-Drucktechnik entwickelt, mit der Mikrogele präzise strukturiert werden können. Diese kontrollieren die Organisation von Zellen in drei Dimensionen und eröffnen neue Wege für Anwendungen in der Muskel- und Netzhautregeneration. Die Studie zeigt vielfältige Einsatzmöglichkeiten in der Gewebe- und Organtechnologie.
Am Concord Hospital in Sydney wird eine weltweit einzigartige Methode zur Behandlung von Brandverletzungen getestet: Ein 3D-Druckroboter trägt patienteneigene Hautzellen direkt auf Wunden auf. Entwickelt wurde das System vom Biotech-Unternehmen Inventia Life Science.
Thailand hat das erste 3D-gedruckte Titan-Hüftpfannenimplantat Thailands vorgestellt. Entwickelt wurde die Innovation von der Fakultät für Medizin des Siriraj Hospitals an der Mahidol-Universität. Das Implantat eröffnet neue Behandlungsmöglichkeiten für Patienten mit schwer geschädigten Hüftgelenken.
Merz Dental aus Schleswig-Holstein hat auf der IDS sein neues 3D-Druckmaterial M-PRINT TryIn vorgestellt. Es dient der Herstellung temporärer Einprobekörper und Interimsprothesen im digitalen Zahnersatz-Workflow. Das Material unterstützt Zahntechniker bei der Überprüfung von Passform, Ästhetik und Funktionalität.
Im Universitätsspital Basel wurde erstmals ein 3D-gedrucktes, MDR-konformes Gesichtsimplantat aus PEEK direkt vor Ort am Point-of-Care gefertigt. Zum Einsatz kam der medizinische 3D-Drucker EXT 220 MED von 3D Systems, der patientenspezifische Implantate im klinischen Umfeld ermöglicht.
Stratasys kündigt neue Partnerschaften mit Galimplant, Gold Quadrat und Metaux Precieux an, um seine Dental-3D-Drucklösungen in Europa auszubauen. Im Fokus stehen digitale, vollfarbige Zahnprothesen und die Automatisierung in Dentallaboren.
Das ungarische Unternehmen VOXELTEK hat mit dem Smilemaker ein kompaktes 3D-Druck-System zur vollautomatisierten Herstellung transparenter Aligner vorgestellt. Der 3D-Drucker kombiniert mehrere Fertigungsschritte in einem Gerät und ist auf den Einsatz in Zahnarztpraxen und Kliniken ausgelegt. Ergänzt wird das System durch die cloudbasierte Plattform VOXELTEK.live und ein erweitertes Produktportfolio im Bereich digitaler Zahnmedizin.
PostProcess Technologies hat das DEMI X 520 für Dental PolyJet vorgestellt, eine automatisierte Lösung zur Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Dentalteilen. Dank der Axial Flow Technology und der AUTOMAT3D®-Software optimiert das System die Entfernung von Stützmaterialien und steigert die Produktivität in Dentallaboren erheblich.
Forscher der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) haben eine innovative Plattform entwickelt, die die natürliche Umgebung der Bauchspeicheldrüse mithilfe von 3D-Bioprinting nachbildet. Das System HICA-V verbessert die Funktion künstlich erzeugter Inselzellen und könnte künftig eine Schlüsselrolle in der Diabetesforschung spielen.
Ein Team von Ärzten in New Jersey hat mithilfe eines 3D-Druckers einen Schädelteil für einen Patienten rekonstruiert, dessen Knochen sich aufzulösen begann. Greg Morrison, ein 63-jähriger Marineveteran, konnte durch das innovative Verfahren gerettet werden und ist heute wieder vollständig genesen.
Forschende der Empa haben eine innovative Methode entwickelt, um künstliche Muskeln mit dem 3D-Drucker herzustellen. Diese neuartigen, weichen Aktoren könnten in der Robotik, Automobilindustrie und Medizin Anwendung finden. Die 3D-gedruckten Strukturen bestehen aus speziellen Silikonmaterialien, die elektrische Signale in Bewegung umwandeln.
Forscher aus den USA, Japan und China haben ein innovatives 3D-gedrucktes penile Implantat entwickelt, das bei Tieren erfolgreich getestet wurde. Die Studie zeigt, dass das Implantat beschädigte Schwellkörper ersetzen und die erektile Funktion wiederherstellen kann. Die Technologie könnte künftig zur Behandlung von erektiler Dysfunktion und anderen vaskulären Organrekonstruktionen genutzt werden.
Die sechjährige Pitbull-Mischlingshündin Tryla wartet seit zwei Jahren im Southampton Animal Shelter auf ein neues Zuhause. Ihr fehlendes Vorderbein könnte die Ursache sein. Doch die 16-jährige Schülerin Sarah Barros hat eine Lösung: Sie entwickelte mit Hilfe eines 3D-Druckers eine maßgeschneiderte Prothese, die Tryla wieder mehr Stabilität und Mobilität verleiht.