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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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.
Forscher der Khalifa University in Abu Dhabi, Vereinigte Arabische Emirate, haben eine 3D-gedruckte Brille entwickelt, die Menschen mit Farbenblindheit helfen soll. Menschen mit dieser Einschränkungen tun sich häufig schwer, Farben und ihre Schattierungen zu unterscheiden. Die Brillen sollen das ändern und das Sehen und Erkennen von Farben verbessern.
Das 3D-Druck-Unternehmen Desktop Health und Keystone Industries geben ihre Partnerschaft bekannt. Beide planen das 3D-Druck-Harz (Resin) von Keystone Industries auf dem Einstein-Drucker von Desktop Health für den zahnmedizinischen Bereich nutzbar zu machen. Das erste Produkt, das für die Zusammenarbeit eingesetzt wird, ist KeySplint Soft. Die stellen die Unternehmenskooperation einmal vor.
Das US-amerikanische 3D-Drucker-Hersteller Formlabs hat mit „Healthcare“ eine neue Sparte gegründet, mit der das Unternehmen seine Position beim 3D-Druck im Gesundheitswesen festigen will. Guillaume Bailliard wurde zum Präsident von Healthcare ernannt. Bailliard bringt dabei mehr als 25 Jahre Erfahrung im Gesundheitswesen mit in das 3D-Druck-Unternehmen.
Chinesische Forscher der City University of Hongkong haben eine Methode zum 3D-Druck leichter polymerer Gitterteile mit ultrahoher Festigkeit und Duktilität entwickelt. Die Methode eignet sich für den Einsatz bei Anwendungen wie Koronarstents oder Bioimplantate. Wir fassen die Arbeit der Forscher zusammen.
Der US-amerikanische Hersteller industrieller 3D-Drucker 3D Systems gibt die Gründung der Tochterfirma Systemic Bio bekannt. Diese wird sich mit dem 3D-Druck vaskularisierter Organmodelle aus menschlichen Zellen befassen. Systemic Bio wird zudem das aus seiner Arbeit resultierende Gewebe als Instrument zur pharmazeutischen Arzneimittelforschung vermarkten.
Der Bedarf an Organen zur Transplantation ist weltweit sehr groß, jedoch gibt es viel zu wenige Organe die von Spendern zur Verfügung gestellt werden. Forscher der Penn State University haben jetzt eine neuartige Biotinte entwickelt, die für die Gewebezüchtung und -Regeneration eingesetzt werden soll. Die Biotinte soll ein bisher unerreichtes Maß an Porosität, Formtreue und Zellintegration erreicht haben. Wir stellen sie vor.
Das 3D-Bioprinting-Unternehmen CELLINK und das Indian Institute of Science (IISc) eröffnen gemeinsam ein Center of Excellence, um den 3D-Druck mit organischen Substanzen (s.g. Bioprinting) in Indien voranzubringen. Dort sollen Forschungs- und Schulungsaktivitäten stattfinden, um Forschern innerhalb des Instituts und anderswo Fähigkeiten zu vermitteln, die für die Arbeit mit dem 3D-Bioprinting erforderlich sind.
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 3D-Druck-Unternehmen SprintRay hat zusammen mit BEGO aus Deutschland das neue Resin „Crown“ für den 3D-Druck von Zahnkronen entwickelt und vorgestellt. Das keramikgefüllte Hybridmaterial eignet sich für den 3D-Druck permanenter Einzelkronen, Inlays, Onlays und Veneers. Schon im Vorjahr gaben die Unternehmen ihre Partnerschaft bekannt, um die Zahnmedizin in den USA voranzubringen.
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.
Die beiden Unternehmen Carl Zeiss Meditec und Precise Bio geben ihre Unternehmenskooperation bei der Entwicklung von künstlichem Hornhautgewebe mit Hilfe von 3D-Bioprinting bekannt. Ziel ist die Realisierung von Gewebe für Patienten, die endotheliale Keratoplastik benötigen. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.