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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Die Unternehmen Keystone Industries und Henkel haben in Zusammenarbeit mit dem „KeyModel Ultra“ ein Harz (Resin) für den 3D-Druck in der Dentalbranche entwickelt und für den Markt angekündigt. Der Fokus lag dabei auf möglichst präzisen und detailgenauen Druckergebnissen sowie dem schnellen Nachhärten. Auch die Nachbearbeitung soll mit dem KeyModel Ultra-Resin problemlos möglich sein. Das Harz steht in Elfenbeinweiß und Hellgrau zur Verfügung.
Die Uniklinik Köln und die Medizinische Fakultät verfügen seit Kurzem über einen 3D-Drucker. Dieser soll neben Forschung und Lehre auch für eine verbesserte Patientenversorgung sorgen. Vorstellbar ist unter anderem der 3D-Druck von Körperteilmodellen auf Grundlage von CT- oder MRT-Scans zur besseren Operationsvorbereitung.
Das Pharmaunternehmen Aprecia und Battelle, ein US-amerikanisches Forschungsinstitut, haben eine Partnerschaft beschlossen, um den 3D-Druck von Medikamenten voranzubringen. Aprecia ist das erste Unternehmen, das für ein 3D-gedrucktes Medikament eine Zulassung der US-amerikanischen Gesundheitsbehörde FDA erhalten hat.
Beim Forschungsprojekt „Der Simulierte Mensch“ geht es um eine neu geplante Forschungseinrichtung in Berlin Wedding, die mit fortschrittlichen Technologien rund um die Funktionen menschlicher Zellen und Gewebe beschäftigen soll. Darunter zählen die 3D Kultivierung, Multi-Organ-Chips und auch das 3D-Bioprintings, also den 3D-Druck von organischen Substanzen, wie Zellen und auch Miniatur-Organe. Ein Forschungsgebäude entsteht dazu gerade in Berlin Wedding und soll bis 2023 fertiggestellt sein.
Das Schweizer Biotech-Unternehmen mimiX Biotherapeutics hat mit dem cymatiX den eigenen Angaben zufolge ersten akustischen Biodrucker vorgestellt. Dieser fertigt mit Schallwellen schnell und kosteneffizient mehrzellige funktionelle Gewebekonstrukte an. Er wird ab Mai 2021 erhältlich sein und soll laut den Entwicklern die Biofabrikation auf „den nächsten Level“ bringen.
Das Unternehmen für Werkstoffe und Spezialchemie Solvay und das 3D-Druck-Unternehmen PrinterPrezz haben ihre zukünftige Unternehmenspartnerschaft bekannt gegeben. Gemeinsam wollen sie ihre Expertise im 3D-Druck bündeln und ihre Produkte zusammen verbessern. Zusätzlich hat sich Solvay Ventures an einer Finanzierungsrunde für PrinterPrezz beteiligt.
SmarTech Analysis hat die sechste Ausgabe seines „Additive Manufacturing in Dentistry“-Marktberichts veröffentlicht. Darin beschreibt das Unternehmen die aktuelle Situation in der Dentalbranche. Trotz der Coronavirus-Pandemie gehen die Analysten bereits von einer möglichen Trendwende zum Positiven aus und sehen vor allem den 3D-Druck in der Dentalbranche immer weiter auf dem Vormarsch.
Forscher der ETH Zürich haben mit Hilfe von 3D-Druck 0,25 mm kleine Mikrobots entwickelt, die im Körper Medikamente in patientenspezifischer Dosierung abgeben sollen. Die winzig kleinen Mikrovehikel bestehen aus mehreren Materialien könnten die zu transportierenden Medikamente über die Blutgefäße an die richtige Stelle im Körper bringen. Ihre Arbeit haben die Schweizer Forscher jetzt in einem Fachmagazin veröffentlicht.
Das US-Start-up Dimension Inx hat eine neuartige Technologie für den 3D-Druck von therapeutischen Implantate entwickelt, die eine deutlich schnellere Regeneration und Reparatur von Gewebe ermöglichen sollen. Eine Seed-Finanzierungsrunde schloss das das Bioprinting-Unternehmen jetzt mit einem Betrag in Höhe von 3,175 Mio. USD erfolgreich ab. Damit will Dimension Inx sein nächstes Ziel, die Zulassung durch die US-amerikanische Gesundheitsbehörde FDA, erreichen.
Forscher der Harvard Medical School (HMS) haben einen Weg gefunden, wie sie 3D-gedruckte Organe besser mit Sauerstoff versorgen können. Dies ist elementar, wenn es um das langfristige Überleben der Organe geht. Der Leiter des Forschungsteams sieht mit seinen Forschungsergebnissen den 3D-Druck von transplantierfähigen Organen einen wesentlichen Schritt näher.
Europaweit schließen sich verschiedene Unternehmen dem TRIANKLE-Konsortium an, das mit Bioprinting 3D-Druck-Lösungen für die Regeneration von Knöchelerkrankungen entwickeln will. Daran beteiligt ist unter anderem auch der spanische Top-Fußballklub FC Barcelona, das bekannte Bioprinting-Unternehmen CELLINK und das Fraunhofer-Institut. Das Projekt, das im nächsten Jahr startet, soll zunächst vier Jahre andauern und ist Teil des EU-Forschungsprojekts „Horizon 2020“.
Nach drei Jahren Forschung und Entwicklung ging das deutsche, vom BMBF-geförderte Forschungsprojekt 3D-Bio-Net zu Ende. Als Ergebnis wurde der Prototypen eines Bio-3D-Druckers vorgestellt, mit dem unter anderem der 3D-Druck von funktionalem, menschlichen Gewebe und Zellen möglich ist.
Forscher aus Schweden haben in der Studie „3D micro-organisation printing of mammalian cells to generate biological tissues“ die Einzelzell-Bioprinting-Plattform Biopixlar untersucht. Es zeigte sich, dass die Plattform für die Herstellung von personalisierter Medizin und fortschrittlichen Therapien viele Möglichkeiten bietet. Die Studie wurde in Scientific Reports veröffentlicht.
atum3D stellt auf der laufenden Formnext Connect sein neues DLP-3D-Drucksystem „DLP Station 5-365 EXZ“ für medizinische Anwendungen vor. Der 3D-Drucker verfügt über eine doppelt so große Z-Achse wie sein Vorgängermodell. Weiterhin neu ist die Curing Station, die einen Nachhärtungsprozess unter Vakuumbedingungen möglich macht.
An der TH Köln wird aktuell in einer wissenschaftlichen Arbeit an 3D-Druckverfahren und auf Harz basierenden Materialien für den 3D-Druck von Implantaten geforscht. Die Implantate sollen dem Körper Medikamentenwirkstoffe über einen exakten Zeitraum abgeben können. Das wäre unter anderem für Menschen hilfreich, die Medikamente nicht selbstständig einnehmen können.
Das Schweizer Forschungsunternehmen REGENHU hat seine neue 3D-Drucker-Reihe R-GEN sowie die neue Software SHAPER vorgestellt. Beides deckt laut REGENHU den gesamten Biofabrikationsprozess ab und soll die Entwicklung in Bereichen wie der Medizin voranbringen.
The Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO) und das Erasmus Medical Center (EMC) forschen schon seit Längerem an dem 3D-Druck von Medikamenten. Individuell an die Patienten angepasste Medikamente würde viele Vorteile bieten. Jetzt unterstützt auch der italienische Nudelhersteller Barilla das Forschungsprojekte zur Herstellung von individuellen Tabletten aus dem 3D-Drucker.
Forscher aus Großbritannien von der University of Edinburgh und der University of Leeds haben die Nachbildung einer realitätsnahen, funktionsfähigen Zunge mit einem 3D-Drucker hergestellt. Diese soll Aromen in Lebensmittel wahrnehmen können. Die 3D-gedruckte Replik könnte in Zukunft zum Beispiel für Lebensmittel- oder Medikamententests eingesetzt werden.
Im Kampf gegen COVID-19 helfen realitätsnahe Dummies die Behandlung von COVID-19-Patienten zu trainieren. Mit dem Dummy können 2.000 Fachkräfte verschiedene, lebensrettende Behandlungsmethoden trainieren. Die digitale Grundlage für die Herstellung der Dummies entstand mithilfe von 3D-Scannern.
Der 3D-Drucker-Hersteller Formlabs hat mit dem Form 3L und dem Form 3BL zwei neue SLA-3D-Drucker vorgestellt. Die 3D-Drucker wurden für den Einsatz in der Dental- sowie der Medizinbranche konzeptioniert. Wir stellen den neuen Formlabs Form 3L und den Form 3BL einmal genauer vor.