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 3D-Druck-Unternehmen Dentsply Sirona gewinnt für den Kurzfilm „The Magic Inside – Primeprint 3D Printing Solution“ einen Silbernen Delphin in der Kategorie „Health, Medicine & Life Sciences“ bei den Corporate Media & TV Awards. Der Film zeigt zwei fiktive Personen, die die 3D-Druck-Lösung Primeprint Solution im Inneren betrachten. Wir fassen das Wichtigste dazu zusammen.
Ein Forscherteam aus China hat eine hochleitfähige 3D-Druck-Tinte entwickelt, die vielseitig einsetzbar ist. Das Material eignet sich für Geräte zur Überwachung der Herzfrequenz und zur Stimulierung der Nerven. Dem geleeartigen Hydrogel könnten auch RFID-Chips hinzugefügt werden.
Der britische Software-Hersteller Synopsis veröffentlicht mit U-2022.12 die neueste Version seiner 3D-Bildverarbeitungssoftware Simpleware. Diese bietet einige neue Funktionen die auch den 3D-Druck umfassen. Wir stellen sie vor.
Das australische Unternehmen Fertilis konnte mit dem neuartigen 2PP-3D-Druck-Material UpFlow von UpNano eine 3D-gedruckte Mikroumgebung für die In-vitro-Fertilisation herstellen. Damit gelang es Fertilis, eine bis zu 40-prozentige Verkürzung der Implantationszyklen zu erreichen. Für den 3D-Druck verwendete UpNano den NanoOne-3D-Drucker.
Das israelische Bioprinting-Unternehmen CollPlant stellt mit Collink.3D 90 eine neue Biotinte für den 3D-Druck mit einer organischen Substanz vor. Es ist das zweite, auf rekombinantem menschlichem Kollagen (rhCollagen) basierende Material. Das neue Material soll die schnellere Migration von Zellen in Gelmatrizen ermöglichen und die Lebensfähigkeit der Zellen in 3D-Bioprinting-Anwendungen maximieren.
Das 3D-Druck-Unternehmen Stratasys kündigt einen neuen automatisierten Farb-3D-Druck-Workflow mit der Dental System-Software von 3Shape und dem 3D-Drucker J5 DentaJet an. Dentallabore können zusammen mit einem Intraoralscanner und der Software von 3Shape Farb- sowie geometrische Informationen über den Mund des Patienten erfassen. Anschließend können mit dem J5 DentaJet personalisierte Zahnmodelle in Vollfarbe gedruckt werden.
Französische Mediziner vom Claudius-Regaud-Institut und des Universitätsklinikums Toulouse implantierten erfolgreich eine mit 3D-Druck hergestellte und auf Biomaterialien basierende, nasenförmige Struktur im Gesicht einer Patientin. Mehrere Versuche mit traditionellen Methoden eine Nasen aus organischen Substanzen herzustellen sind zuvor gescheitert. Wir stellen die Arbeit der Ärzte vor.
Der dreijährige Kater Pauli aus Österreich erlitt im Juni 2021 einen bösen Unfall bei seinem Freigang. Er verlor dabei beide Hinterbeine und den Schwanz. Dank zweier Prothesen aus einem 3D-Drucker kann er nun wieder auf vier Pfoten die Welt erkunden.
Das österreichische 3D-Druck-Unternehmen Lithoz präsentiert mit LithaBone HA480 sein neuestes 3D-Drucker-Material für den 3D-Druck von Knochenersatz. Das Material ist biokompatibel und resorbierbar, weshalb es sich sehr gut dafür eignet, eine hohe Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten im Knochenersatz abzudecken. Wir stellen es vor.
Das niederländische Unternehmen Bond3D und Invibio Biomaterial Solutions haben zusammen eine 3D-Druck-Methode entwickelt mit der Wirbelsäulenkäfige der „nächsten Generation“ möglich sein sollen. Mit ihrer Methode sind 3D-gedruckte Käfige realisierbar, die die erforderliche Porosität aufweisen, die die Bildung neuer Knochen stimulieren können soll.
Das US-amerikanische Metall-3D-Druck-Unternehmen Desktop Metal erhält einen 9 Millionen Dollar Auftrag von einem deutschen Automobilhersteller. Außerdem hat das Unternehmen einen Vertrag mit dem Department of Veterans Affairs für FreeFoam-Produkte unterzeichnet. Wir fassen die Inhalte der Kooperation einmal zusammen.
Das chinesische Unternehmen Triastek Inc. erhält von der US-amerikanischen Gesundheitsbehörde FDA eine IND-Zulassung für sein mit 3D-Druck hergestelltes Medikament T21. Dieses soll zur Behandlung von Colitis ulcerosa genutzt werden. Wir stellen es vor.
Das 3D-Druck-Unternehmen Formlabs und Digital Smile Design haben ihre Partnerschaft bekanntgegeben. Gemeinsam wollen sie robuste digitale 3D-Druck-Workflow-Lösungen und Lehrpläne entwickeln und den 3D-Druck in der Zahnmedizin weiter voranbringen. Wir fassen das Wichtigste zusammen.
Das junge Start-up-Unternehmen Wimba aus Polen stellt mit dem Multi Jet Fusion 5210 3D-Drucker von HP Inc. individuelle, passgenaue und prothetische Medizinprodukte für Hunde her. Wimba ist es gelungen, die Produktvorlaufzeit von sechs Wochen auf sieben Werktage für jede Prothese zu reduzieren. Das neuartige WimbaTOKEN ist außerdem in der Lage, die Funktionalität der Orthese zu verändern. Wir stellen die Arbeit von Wimba einmal genauer vor.
Das polnische 3D-Druck-Unternehmen Zortrax stellt auf der Formnext 2022 einige neue Produkte vor, darunter das 3D-Drucker-Paket „Powerful Trio“. Das Unternehmen präsentiert außerdem einen 3D-Drucker für den Einsatz in der Medizin, Metall-3D-Druck-Pakete und weitere Neuheiten, die wir in diesem Beitrag einmal kurz zusammenfassen.
Die Materialexperten von MOIIN aus Hamburg präsentieren auf der Formnext 2022 mit MOIIN Tough Clear ihr erstes 3D-Drucker-Harz der neuen Life Series. Zusätzlich wird das sehr flexible Material MOIIN Flex Clear vorgestellt. Wir geben schon mal den ersten Einblick in beide innovative Materialien.
Das 3D-Druck-Unternehmen Stratasys erklärt, wie der 3D-Drucker J5 DentaJet erfolgreich im Dentallabor Nee Zahntechnik aus Papenburg in Niedersachsen eingeführt werden konnte. Nee Zahntechnik konnte seinen Arbeitsablauf mit Einführung des 3D-Drucks deutlich verbessern. Anhand eines Implantatmodells erklärt das Unternehmen, wie es von der Arbeit mit dem 3D-Drucker J5 DentaJet profitiert.
Das britische Unternehmen 4D Biomaterials präsentiert auf der kommenden Formnext seinen Innovationsservice „4D Design“. Dabei sollen Kunden mit den 4Degra-Materialien des Unternehmens verbesserte biologisch abbaubare medizinische Produkte entwickeln können. Wir stellen den Service 4D Design von 4D Biomaterials einmal genauer vor.
Axial3D, ein Unternehmen mit Schwerpunkt auf medizinischen 3D-Druck und Stratasys, einer der weltweit führenden Hersteller für 3D-Drucker auf Polymerbasis, arbeiten zukünftig noch enger zusammen. Das unterstreicht Stratasys mit einer strategischen Investition von 10 Mio. US-Dollar in Axial3D. Insgesamt konnte Axial3D in der Finanzierungsrunde sogar 15 Mio. US-Dollar einsammeln und wollen den 3D-Druck im Gesundheitswesen entscheidend voranbringen.
Ein internationales Forscherteam hat zusammen mit dem Leibniz-Institut für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) aus Jena in Thüringen eine mit 3D-Druck optimierte Glasfaser entwickelt. Dazu fertigten sie eine optische Linse mit Nano-3D-Druck an. Mögliche Anwendungsbereiche sehen die Forscher in der lasergestützten Therapie und Chirurgie, der Fasersensorik oder auch der faseroptischen Kommunikation.