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 aus Singapur von der Nanyang Technological University (NTU) haben mit weiteren Partnern Knieorthese mit 3D-Druck hergestellt, die 30 % leichter als vergleichbare Orthesen ist. Sie kann unter anderem bei Kniearthrosen, Bänderproblemen oder nach Knieoperationen eingesetzt werden. Die Kosten für die Orthese liegen bei rund 670 Euro.
Das Leben kann sich innerhalb von Sekunden ändern – sowohl zum positiven wie auch zum negativen. Dieser Umstand wurde einem Lieferanten schmerzhaft bewusst, als er bei einer Routine-Lieferung mit einem Gabelstapler kollidierte. Dieser Zusammenstoß, bei dem er sein unteres linkes Bein verlor, veränderte sein bisheriges Dasein von Grund auf. Dank modernster 3D-Scantechnologie von Artec 3D ist es ihm heute jedoch möglich, ein Leben ohne weitreichende Einschränkungen zu führen und sogar seiner Leidenschaft, dem Tauchen, wieder nachzugehen.
Das Bioprinting-Unternehmen Prellis Biologics hat mit Hilfe von dem 3D-Druckverfahren Lymphknoten-Organoide hergestellt, um die Forschung und Entwicklung von Antikörpern zu beschleunigen. Mit seiner proprietären 3D-Biodrucktechnologie scheint Prellis Biologics seinen Fokus nun auf die Entwicklung von Lymphknoten-Organoiden zu verlagern und machte nach umfangreichen Forschungen in diesem Bereich einen Durchbruch mit seinem „externalisierten Immunsystem“ namens EXIS.
Inventia Life Science hat in einer Serie B-Finanzierungsrunde 25 Mio. US-Dollar eingesammelt, um die Entwicklung seiner RASTRUM 3D-Zellkulturplattform voranzubringen. Außerdem gab Inventia seine Expansionspläne für den nordamerikanischen und kanadischen Markt bekannt. Mit der RASTRUM-Plattform können beispielsweise neue Medikamente in einer zellulären 3D-Umgebung getestet werden und so die Markteinführung erheblich vergünstigen und beschleunigen.
Am israelischen Institut of Technology Technion und dem Sheba Medical Center haben Forscher mithilfe des Tissue Engineerings eine Basis für ein Ohrgerüst mit Hilfe von 3D-Druck hergestellt. Dieses soll für Kinder mit Ohrverformungen nutzbar sein. Aufgrund des Erfolgs mit dem 3D-Druckverfahren, gehen die Forscher davon aus, dass es möglich sein wird, die Technologie auch auf andere medizinische Anwendungen, wie die Nasenrekonstruktion und die Herstellung verschiedener orthopädischer Implantate, zuzuschneiden.
Am kanadischen Stan Cassidy Centre for Rehab hat medizinisches Personal preisgünstige Geräte für ALS-Patienten mit Hilfe von 3D-Druck hergestellt. Diese sollen nicht deutlich preiswerter sein sondern den Patienten im Alltag auch dabei helfen, damit sie so lange wie möglich eigenständig agieren können. Mit Fortschreiten der Krankheit nimmt die Bewegungsfähigkeit von ALS-Patienten ab, wodurch sie verstärkt auf Hilfsmittel angewiesen sind.
Der Entwickler und Hersteller von 3D-Druck-Lösungen Formlabs wurde in den Katalog von Vizient, einer führenden Einkaufsorganisation (group purchasing organisation, GPO) im Gesundheitswesen aufgenommen. Die Aufnahme, die hohen Anforderungen zugrunde liegt, ist einer steigenden Nachfrage nach 3D-Druck im Medizinbereich geschuldet als auch in einem wachsenden Vertrauen in den 3D-Druck für medizinische Anwendungen.
Die finnischen 3D-Druck-Unternehmen Brinter und LED Tailor haben zusammen ein automatisches Photonen-Desinfektionssystem für Druckkammern von 3D-Bioprinters entwickelt. Das auf Blaulicht basierende Spectral Blue®-Desinfektionssystem von LED Tailor tötet alle unerwünschten Formen von Viren und Bakterien im Bioprinter ab, heißt es von den Unternehmen. Wir stellen das System einmal vor.
Die beiden 3D-Druck-Unternehmen Nanoscribe und CELLINK stellen mit dem Quantum X bio einen neuen 3D-Biodrucker vor. Dieser eignet sich für Life-Science-Anwendungen wie Tissue Engineering, kundenspezifische Gerüste für Zellstudien und zahlreiche weitere innovative biologische Anwendungen. Wir stellen die wichtigsten Eigenschaften zum Quantum X bio Bioprinter einmal genauer vor.
Die US-amerikanische Behörde für Lebens- und Arzneimittel FDA hat ein Diskussionspapier zum 3D-Druck im Medizinbereich veröffentlicht. Das Papier richtet sich vor allem an Point-of-Care-Anwendungen in Krankenhäusern und Arztpraxen. Nach einiger Laufzeit von 60 Tagen plant Leitlinienentwurf zum 3D-Druck von Geräten am sogenannten Point-of-Care (PoC)
Ein Team von niederländischen und US-amerikanischen Forschern hat eine neuartige Art von Biotinte entwickelt, mit der es ihnen gelang, einen Biofilm per 3D-Druck herzustellen. Auf einem Biofilm sammeln sich Bakterienarten und bilden auf engen Raum zusammengebracht ein biologisches Bakteriennetzwerk. Mit dem neuen, 3D-gedruckten Biofilm konnten die Forscher dessen Verhalten jetzt genauer untersuchen und haben so verbesserte Möglichkeiten Mittel im Kampf gegen die Bakterien einzusetzen.
Das 3D-Biodruck-Unternehmen BICO schließt mit dem Unternehmen Nanochon einen Auftragsfertigungsvertrag über 1,5 Mio. USD für den regenerativen Gelenkersatz ab. SCIENION wird dabei als Auftragshersteller fungieren. Nanochon möchte den 3D-Druck von regenerativen Gelenkimplantaten voranbringen.
Auf der IDS 2021 in Köln wurden kürzlich gänzlich mit 3D-Druck hergestellte Aligner mit Formgedächtnisfunktion vorgestellt. Diese stammen vom südkoreanischen Unternehmen Graphy. Wir fassen das Wichtigste zu den Vorteilen dieser Art von neuartigen Alignern zusammen.
In Tschechien wurde mit Hilfe einer Webcam hoch oben auf einem Schornstein ein kleiner Jungstorch entdeckt, dem ein Bein fehlte. Tierretter entschlossen sich spontan dem Tier zu helfen und bekamen dabei Unterstützung von dem Gymnasiasten Matyas Michl. Der junge Maker nutzte kurzerhand seine Fähigkeiten im Umgang mit einem 3D-CAD-Programm und seinem 3D-Drucker und fertigte dem Storch eine Beinprothese, die es dem Jungtier jetzt möglich macht, besser zu leben.
Um Kinder vor hoher Schadstoffbelastung und Viren zu schützen, begann ein Vater bereits im Jahr 2018 mit der Entwicklung einer neuartigen Mund-Nasen-Schutzmaske für Kinder. Die sogenannte „Flo Mask“ entstand mithilfe der 3D-Scanner und 3D-Software von Artec 3D. Heute gibt es bereits mehr als 2.000 Kinder in den USA, die diese Maske tragen.