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.
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Forscher der Medizinischen Universität Innsbruck haben mit Hilfe von Bio-3D-Druck das Modell eines Tumorgewebes entwickelt, mit dem sie dem Tumor beim Wachsen zusehen können. Das soll es ermöglichen, das Wachstum des Tumors besser zu verstehen. Außerdem könnte die zum Patent angemeldete Methode Tierversuche ersetzen.
Das 3D-Druck-Unternehmen Mimaki bringt mit MH-110PCL ein transparenteres 3D-Drucker-Material auf den Markt. Dieses wurde speziell für Designer und den 3D-Druck medizinischer Modelle entwickelt.
Das US-amerikanische Unternehmen Bertram Dental Lab (BDL) setzt den 3D-Druck bereits sehr erfolgreich für die Herstellung seiner Teilprothesen ein. Für seinen LazerTEK-3D-Druckservice erwirbt das Unternehmen jetzt vier weitere 3D-Drucker vom Typ SLM 280 des deutschen Herstellers SLM Solutions.
Forscher von der Carnegie Mellon University (CMU) und der University of Connecticut (UConn) haben gemeinsam neuartige Calciumphosphatgraphen (CaPG)-Gerüste im 3D-Druckverfahren hergestellt. Diese sollen bei der Knochenregeneration verwendet werden können. Wir fassen das Wichtigste zur Arbeit zusammen.
Rousselot, die Gesundheitsmarke von Darling Ingredients und Unternehmen aus dem Bereich 3D-Bioprinting, bringt mit Quali-Pure HGP 2000 eine neue endotoxinkontrollierte Gelatine in pharmazeutischer Qualität auf den Markt. Das Pulver ist in der Lage, Impfstoffe zu stabilisieren und die Wundheilung zu fördern. Wir stellen es vor.
Das israelische Unternehmen Matricelf hat einen weiteren Meilenstein in seiner Arbeit beim 3D-Druck von Nervenimplantaten für gelähmte Patienten mit Rückenmarksverletzungen erreicht. Die Forscher können nun eigene induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) aus menschlichen peripheren Blutzellen herstellen und gelingt damit ein wichtiger Schritt, Lähmungen in Zukunft vielleicht heilen zu können.
Das Team von The Worlds Protect hat gemeinsam mit der Texas A&M University und Essentium an einem 3D-gedruckten Breathalyzer gearbeitet. Dieser soll dabei helfen, Tests auf eine Infektion mit dem Coronavirus oder Alkoholtests in weniger als einer Minute durchzuführen. Dazu muss lediglich der zu Testende mit einem Strohhalm in eine kleine Öffnung blasen.
Das schwedische 3D-Druck-Unternehmen Wematter gibt bekannt, dass das britische Unternehmen Footlabs sein 3D-Druck-Ökosystem erworben hat. Das System besteht aus einer Einheit zum 3D-Scanning und einer Einheit zum 3D-Druck und soll die On-Demand-Herstellung passgenauer Orthesen so leicht „wie das Kochen einer Tasse Kaffee“ machen.
Ein Forscherteam der Princeton University und der Georgia Tech University hat eine 3D-druckbare Struktur entwickelt, zu der sie von der Natur inspiriert wurden. In der Natur gibt es viele Materialien wie Holz oder Knochen, die eine hochporöse Struktur aufweisen. Es war bisher sehr schwierig, ein synthetisches Gegenstück mit ähnlichen Eigenschaften herzustellen, damit der technische Bereich von den Vorteilen poröser Materialien profitieren kann. Dies ist jetzt mit 3D-Druck gelungen.
Das österreichische 3D-Druck-Unternehmen Lithoz hat seinen ersten Keramik-3D-Drucker in Südafrika installiert. An der Central University of Technology Free State wird künftig das 3D-Drucker-Modell CeraFab L30 Aufgaben in der Gesundheitsbranche erledigen.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen 3D Systems erklärt, dass es mit seiner Design- und 3D-Druck-Dienstleistung VSP Bolus in den Radioonkologie-Markt eintreten wird. Mit einem maßgeschneiderten Bolus kann der Patientenkomfort bei der Strahlentherapie verbessert werden. Der Strahlentherapeut erfährt außerdem eine hohe Zeitersparnis. VSP Bolus von 3D Systems hat bereits die FDA 510(k)-Zulassung erhalten.
Das US-amerikanische 3D-Druck-Unternehmen Formlabs bringt mit BioMed White und BioMed Black zwei neue 3D-Druck-Materialien auf den Markt. Diese eignen sich für medizinische Geräte und Gerätekomponenten, patientenspezifische Formen sowie Modelle zur Implantatsgrößenbestimmung. Die beiden Materialien sind seit dem 12. April 2022 bestellbar.
Österreichische Forscher der TU Wien entwickeln eine 3D-Druck-Methode für Gewebe, das Verletzungen mit körpereigenen Zellen heilen soll. Ihr Ansatz bringt 3D-gedruckte Gitter hervor, die optisch einem Fußball ähneln und eine verbesserte Wundheilung möglich machen sollen. Wir stellen es vor.
Britische Forscher der University of Bristol haben mit 3D-Druck Fingerkuppen für Prothesenarme entwickelt, die in der Lage sein sollen, Menschen mit einer Prothese die Fähigkeit des Fühlens wieder zurückzugeben. Würde das Konzept noch optimiert werden, könnten die 3D-gedruckten Fingerkuppen an Roboterhände angebracht werden, um Fabrikmaschinen sensorische Wahrnehmung zu verleihen. Wir stellen die Arbeit der britischen Forscher vor.
Das Unternehmen Ouro Foods nutzt fortschrittliche 4D-Tissue-Engineering-Technologien, um Lebensmittel für Menschen mit gesundheitlichen Einschränkungen herzustellen. Dabei greifen sie auf die Biofabrikations-Technologien des Mutterunternehmens Ourobionics zurück. Mit Taste+ hat Ouro Foods zudem ein Mahlzeiten-Kit entwickelt, das ähnlich wie die Boxen von Hello Fresh funktioniert und sich an Menschen mit gesundheitlichen Einschränkungen richtet.