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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In einer geplanten Zusammenarbeit wollen Bright Laser Technologies und Wego Ortho die additive Fertigung im medizinischen Sektor vorantreiben. Mit dem Einsatz des BLT-S310 3D-Druckers planen sie, individuell angepasste Wirbelsäulenkäfige herzustellen und damit eine passende Lösung für jeden Patienten zu ermöglichen.
Das 3D-Druck-Unternehmen SprintRay kündigt mit NightGuard Flex und ProCure 2 die Einführung zwei neuer Produkte in Europa und Kanada an. Diese unterstützen Zahnärzte dabei, Nachtschienen in nur einer Stunde vom Entwurf bis zum Härten herzustellen. Wir stellen die Produkte vor.
Die Redwire Space NV hat einen Auftrag über 14 Millionen Euro von der Europäischen Weltraumorganisation erhalten, um eine fortschrittliche 3D-BioSystem-Anlage zu entwickeln. Diese könnte in Zukunft sogar vaskularisiertes Gewebe und transplantierbare Organ-Pflaster mit Hilfe von 3D-Bioprinting drucken, wodurch sie einen entscheidenden Fortschritt in der regenerativen Medizin darstellt.
PolySpectra hat auf der RAPID + TCT-Veranstaltung das biokompatible 3D-Druck-Material COR Bio vorgestellt. Das Material ist für den Einsatz in der Endproduktion im Gesundheitswesen vorgesehen und verfügt über Eigenschaften wie hohe Schlagzähigkeit und hohe Arbeitstemperatur.
Ärzte des Aakash Healthcare Super Speciality Hospital ersetzen bei einer 30-jährigen Patientin mit rheumatoider Arthritis acht Fingergelenke durch 3D-gedruckte Titan-Implantate. Die Schmerzen wurden reduziert und die Beweglichkeit der Finger verbessert.
Forscher des Indian Institute of Science haben eine intelligente gelbasierte Folie entwickelt, die sich während der Operation von selbst in einen Schlauch rollen kann, um eine Nervenleitung zu bilden. Diese 4D-gedruckte Technologie könnte die Komplexität von Operationen reduzieren und die Heilung von Nervenverletzungen beschleunigen.
Ein Team von britischen Wissenschaftlern der Cardiff University hat einen 3D-Biodrucker aus LEGO-Bausteinen gebaut. Das Team nutzte den LEGO-Bioprinter und erstellte 3D-Modelle von synthetischer Haut. Es veröffentlichte die Pläne für den Biodrucker, damit er weltweit nachgebaut werden kann.
Das 3D-Druck-Unternehmen SprintRay und Braces On Demand sind eine kieferorthopädische Partnerschaft eingegangen. Diese soll es Kieferorthopäden ermöglichen, festsitzende Apparaturen additiv herzustellen. Außerdem stellt SprintRay seine Kampagne „First Tray Today“ vor.
Das österreichische 3D-Druck-Unternemen Lithoz gibt bekannt, dass es auf der RAPID+TCT eine Vereinbarung mit dem 3D-Druck-Start-up SiNAPTIC unterzeichnen wird. SiNAPTIC wird außerdem 7 3D-Drucker S65 Medical von Lithoz erwerben. Wir fassen das Wichtigste zur Vereinbarung zusammen.
Das Universitätsklinikum Salzburg hat erfolgreich ein 3D-gedrucktes Schädelimplantat in einen Patienten eingesetzt. Das Implantat wurde in einem Kumovis R1 3D-Drucker hergestellt. Weitere Eingriffe an anderen Patienten sind geplant.
Forscher der Yale University School of Medicine haben 3D-gedruckte Reproduktionen von 20 Knien mit rezidivierender Patellaluxation und 10 gesunde Knie analysiert. Ihr Ziel war es, die anatomischen Details wie die Positionierung der proximalen Trochlearinne und der Rillenschiefstellung sowie Veränderungen der medialen und lateralen Trochlealeisten zu untersuchen. Ihre Arbeit wurde im Fachjournal Orthopedic Journal of Sports Medicine veröffentlicht.
Forscher des Korea Institute of Science and Technology haben eine Biotinte entwickelt, die in Reaktion auf die Körpertemperatur aushärtet. Eine weitere Aushärtung ist nicht notwendig. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Forscher aus Australien von der University of Sydney haben eine 3D-gedruckte Minilunge entwickelt, die dabei helfen soll, dass die Notwendigkeit von Tierversuchen entfällt. Die Entwicklung kommt zu einem Zeitpunkt, wo Wissenschaftlern klarer wird, dass Tierversuche gar nicht so genau sein können, wie früher angenommen wurde. 3D-gedruckte Minilungen wären hier eine gute Alternative.
Das Tan Tock Seng Hospital in Singapur setzt sich seit einiger Zeit mit dem 3D-Druck auseinander und konnte in einigen Projektbeispielen die Fähigkeiten der additiven Fertigung demonstrieren. Ärzte haben zum Beispiel einem jungen Patienten dabei geholfen, mit einer 3D-gedruckten Fingerprothese in seinem Beruf weiterarbeiten zu können. In einem weiteren Beispiel erklärten sie, warum 3D-gedruckte Schädelkappen Patienten nach einer Kraniektomie den Alltag erleichtern und das Überleben sichern können.
Die beiden Medizinunternehmen Aspect Biosystems und Novo Nordisk gehen eine Partnerschaft ein, um gemeinsam 3D-biogedruckte Gewebetherapeutika zu entwickeln. Diese sollen dabei helfen, die Behandlung von Diabetes und Fettleibigkeit zu verbessern. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Systemic Bio, ein Bioprinting-Tochterunternehmen von 3D Systems, hat seinen neuen Hauptsitz in Houston eröffnet. Vor Ort wird an der Herstellung von Hydrogelgerüsten und der F&E von Organe-on-a-Chips gearbeitet. Ziel ist es, die Arzneimittelentdeckung und -Entwicklung zu unterstützen.
Forscher der Pohang University of Science and Technology haben ein neuartiges 3D-Druckverfahren für das direkte, präzise Schreiben und Bemustern verschiedener Biopolymere mit voller mechanischer Stabilität und funktioneller Integrität vorgestellt. Die Arbeit soll beweisen, dass 100 % funktional und strukturell aktive Biopolymere in ultrafeinen 3D-Strukturen druckbar sind. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Vor einem Jahr wurde in Australien eine Operation durchgeführt, die laut den Beteiligten die weltweit Erste gewesen sein soll, bei der ein bioresorbierbares 3D-gedrucktes Kiefernknochenimplantat eingesetzt wurde. Vor Kurzem wurde der Istzustand des Patienten überprüft und es zeigte sich, dass der Knochen nachgewachsen ist. Das Implantat wird innerhalb von 24 Monaten nach der Operation rückstandslos im Körper zerfallen. Somit ist keine zweite Operation notwendig.
In einem Krankenhaus im polnischen Lublin wurde eine 3D-gedruckte Hüftprothese zum ersten Mal erfolgreich eingesetzt. Der Patient bekam sie, da die bisherige Stahlprothese Probleme verursachte. Um die 3D-gedruckte Prothese korrekt herstellen zu können, wandten sich die Mediziner an das polnische Unternehmen Medgal.
Forscher der University of Bath und der Ulster University haben eine Methode entwickelt, um ferroelektrisches Verbundmaterial mit antimikrobiellen Eigenschaften herzustellen. In nur 15 Minuten hat das Komposit bereits 70 % der Bakterien abgetötet. Ihre Entwicklung würde für den Patienten eine kürzere Behandlungsdauer mit deutlich weniger Infektionsrisiko bedeuten.