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 in Australien ansässige Unternehmen Inventia und das medizinische Unternehmen MSD Pharmaceuticals arbeiten gemeinsam an der Entwicklung fortschrittlicher 3D-Zellmodelle zur Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen. Dabei verwenden sie den Bioprinter Rastrum von Inventia. Für Inventia besteht das Hauptziel darin, die medizinische Forschung zu beschleunigen.
Der kleine Hund Lucky aus Frankreich hat nach einem Unfall eine 3D-gedruckte Prothese aus Titan erhalten. Diese half ihm dabei, sein Leben wieder uneingeschränkt genießen zu können. Wir stellen Lucky und seinen Retter vor.
Das US-amerikanische Unternehmen 3D Systems kündigt sein „Regenerative Tissue Program“ an. Das Programm eignet sich für chirurgische Eingriffe, die eine Rekonstruktion mit organischem Gewebe erfordern. Das 3D-Druck-Unternehmen 3D Systems erklärt, dass damit die Konstruktion von vaskularisiertem, patientenspezifischem, lebendem menschlichen Gewebe möglich sein soll.
Das 3D-Druck-Unternehmen Stratasys bringt mit TrueDent seine erste Lösung für mehrfarbigen 3D-Druck-Zahnersatz auf den Markt. Das TrueDent-Harz ist dabei das erste von der FDA zugelassene Medizinprodukt dieser Art, heißt es vom Hersteller. Wir stellen die TrueDent-Komplettlösung von Stratasys vor.
Wissenschaftler aus verschiedenen Institutionen haben sich im Rahmen des deutschen Projekts „PolyPrint“ zusammengeschlossen, um den 3D-Druck von Medikamenten möglich zu machen. Mit erfolgreicher Entwicklung eines Prototyps eines 3D-Druckers und geeigneter pharmazeutischer Polymere konnten sie ihr Ziel erreichen. Hier die wichtigsten Ergebnisse in Kürze.
Medizinstudenten der University of Arkansas for Medical Sciences (UAMS) haben neuerdings die Möglichkeit, mit 3D-Druckern hergestellte Leichenmodelle zu Lernzwecken zu verwenden. Diese Gelegenheit entstand dank zweier Neurochirurgen der Einrichtung, die die Beschaffung, die richtige Lagerung und wegen weiterer Faktoren im Umgang mit Leichen immer mehr als zu teuer empfanden. Mit den „Surgical Training Utility Devices“ erlebten die Studenten eine deutlich bessere Lernerfahrung.
Am Universitätsklinikum Brecht in Frankreich wurde der J5 MediJet 3D-Drucker von Stratasys installiert. Ärzte können sich mit den 3D-gedruckten, realitätsnahen medizinischen Instrumenten unter anderem besser auf Operationen vorbereiten sowie die Qualität der medizinischen Ausbildung verbessern. Ein weiterer Vorteil ist der 3D-Druck von Modellen, um den Patienten das Problem besser zu erklären.
Schüler der Hendersonville High School in Tennessee (USA) verhalfen ihrem Schulkollegen zu einer preiswerten Prothese ohne lange Wartezeit, in dem sie einen 3D-Drucker nutzten. Damit kann er endlich alles machen, was ihm bisher mit nur einer Hand verwehrt war. Ein schönes Beispiel dafür, was der 3D-Druck Gutes bewirken kann und gleichzeitig jungen Menschen dabei hilft zu verstehen, wie man eigene physische Produkte herstellt.
Forscher der Columbia University haben eine neuartige Methode entwickelt, um den 3D-Druck von Haut auch für komplexere Körperteile zu ermöglichen. Diese Haut zu züchten dauert bis zu 3 Wochen und wurde am Beispiel für den 3D-Druck der Haut einer menschlichen Hand vorgestellt. Wir stellen die Arbeit der US-Forscher einmal genauer vor.
Die ODeCon Engineering GmbH stellt mit dem adAM-PRO einen 3D-Drucker vor, der Produktion, Bearbeitung und Finish in einem Arbeitsgang möglich macht. Das neue AM-System soll die Herstellung medizintechnischer Produkte, vor allem Orthesen und Prothesen, schneller und zu geringeren Kosten möglich machen. Wir stellen es vor.
Das irische Medizintechnik-Unternehmen Axial3D eröffnet in Belfast ein neues 3D-Druck-Kompetenzzentrum. Dort verwendet Axial3D 3D-Druck-Maschinen des Herstellers Stratasys. Mit seiner neuen, hochmodernen Einrichtung will das Unternehmen den 3D-Druck für Krankenhäuser, Hersteller medizinischer Geräte und medizinischen Forschungsunternehmen vorantreiben.
Das australische Medizinunternehmen Additive Surgical bringt neuartige Wirbelsäulenimplantate aus dem Metall-3D-Drucker auf den Markt. Für diese verwendet das Unternehmen den Titan-3D-Druck. Außerdem setzt das Unternehmen auf die Bone Ingrowth Technology. Wir stellen die Arbeit des Unternehmens einmal genauer vor.
Forscher der University of Colorado Boulder haben eine Methode entwickelt, um medizinische Bilder wie CT- oder MRI-Scans in äußerst detaillierte, digitale 3D-Modelle umzuwandeln. Dazu versuchen sie, die Strukturen mit „Grenzflächen“-Mapping zu erfassen. Die digitalen 3D-Modelle könnten dann zum Beispiel für die Erstellung von physischen Modellen mit 3D-Druckern weiterverarbeitet werden und so extrem realistische, medizinische Patientenmodelle möglich machen. Wir stellen die Arbeit der Forscher einmal genauer vor.
Das irische Unternehmen Croom Medical stellt seine mit 3D-Druck hergestellte IS-Gelenkfixierung vor. Diese wurde mit nTopology entworfen. Für den 3D-Druck verwendete das Unternehmen einen Renishaw 3D-Drucker.
Das türkische Unternehmen TrabTech hat 1,3 Millionen Euro aus Mitteln der Europäischen Union erhalten, die es in die Entwicklung von 3D-Druck-Implantaten investieren wird. Das Ziel des Unternehmens ist es, den Zulassungsprozess für seine Produkte abzuschließen. Es plant auch, den Hauptsitz nach Deutschland zu verlegen, um dem EU-Markt beizutreten.
Das 3D-Druck-Unternehmen 3D Systems berichtet, dass rms, ein Auftragsfertiger hochwertiger medizinischer Geräte, der Geräte mit besonders engen Toleranzen fertigt, den DMP Flex 350 Dual 3D-Druck in seinen Fertigungsprozess integriert hat. Das Unternehmen verfügt derzeit über mehr als 30 DMP-3D-Drucker von 3D Systems. Mit dem DMP Flex 350 Dual ist das Unternehmen in der Lage, seine Produktivität um bis zu 50 % zu steigern.
Drei Studentinnen der Elisava Barcelona School of Design and Engineering aus Spanien haben im Rahmen des Projekts „Odapt“ das Design einer Stomaplatte überarbeitet. Die von ihnen mit 3D-Druckern hergestellte, patientenindividuelle Variante, soll ein Auslaufen komplett verhindern, da sie maßgeschneidert hergestellt wird und so optimal am Patienten sitzt. Wir stellen die Arbeit der Studentinnen aus Barcelona zum Projekt „Odapt“ einmal genauer vor.
Die University of Nottingham hat 6 Mio. Pfund vom britischen Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) für die Entwicklung eines Toolkits erhalten. Mit diesem soll der 3D-Druck in die Krankenhäuser und Praxen des Landes gebracht werden. Forscher des Center for Additive Manufacturing (CfAM) der Universität werden mit Unterstützung der Fördergelder ein Lehr-Toolkit entwickeln, mit dem der 3D-Druck kundenspezifischer medizinischer Geräte im gesamten NHS-Bereich erleichtert wird.
Das Hautpflegeunternehmen Neutrogena und Nourished stellen ihre 3D-gedruckten Nahrungsergänzungsmittel „Nourished x Neutrogena Skin360 SKINSTACKS“ auf der CES 2023 vor. Mit diesen erhält der Verbraucher ein Produkt, das seine Haut pflegen soll direkt aus dem 3D-Drucker. Wie genau das funktioniert, fassen wir in unserem Artikel zusammen.
Das Schweizer Bioprinting-Start-up mimiX Biotherapeutics kündigt für Januar 2023 eine neue Finanzierungsrunde an. Damit möchte das Unternehmen die klinische Umsetzung seines FastSkin-Gewebes voranbringen. Das 3D-gedruckte FastSkin-Gewebe soll mit Hilfe der 3D-Druck-Technologie die Wundversorgung verbessern.