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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Mit dem MannaBot One 3D-Drucker hat der US-Hersteller Manna Robotics einen 3D-Drucker für Cannabis-Pflaster vorgestellt. Mit dem „MB1“ lassen sich individuelle Dosierungen von den in dem Extrakt der in den USA zugelassenen Pflanze auf die Pflaster drucken. Hinter dem Projekt stehen zwei ehemalige MIT-Studenten.
Der in Singapur ansässige Hersteller Structo hat mit Velox einen neuen Dental-3D-Drucker vorgestellt, der über eine integrierte, vollautomatische Nachbearbeitungsfunktion verfügen soll. Drucken, Waschen und Aushärten in einem Gerät soll es Dentalunternehmen, Praxen aber auch Interessierten im Nicht-Dental-Bereich ermöglichen, 3D-Druck zu nutzen ohne aufwendiges, manuelles Post-Processing.
Italienischen Wissenschaftlern vom Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) ist es gelungen, ein 1:1 Bio-Hybrid-Modell der Blut-Hirn-Schranke herzustellen. Verwendet wurden dafür synthetische als auch organische 3D-Druck-Materialien. Und ein 3D-Drucker eines deutschen Herstellers.
NASA-Projekt „Omics in Space“: Ein neues Mikrobiologieprojekt der NASA zielt darauf, medizinische Instrumente mit Hilfe von 3D-Druckern zu entwickeln, die mit Flüssigkeiten wie Blutproben umgehen können, ohne sie in der Schwerelosigkeit zu verschütten. Die 3D-gedruckten Instrumente werden auf der Internationalen Raumstation (ISS) getestet und könnten dazu verwendet werden, um Astronauten gesund zu halten.
Nach Angaben des Städtischen Klinikums Görlitz wurde diese Woche ein funktionelles Wirbelsäulen-Implantat aus dem 3D-Drucker erfolgreich eingesetzt. Als Material für das Implantat wurde Titan gewählt und es sei deutlich funktionaler als bislang verwendete Modelle. Das 3D-gedruckte Wirbelsäulen-Implantat ist eine Weltneuheit in der Medizin.
Wissenschaftlern in Indien ist es gelungen, erstmals ein Ohr mit einem 3D-Drucker herzustellen, dass am Körper erfolgreich verpflanzt werden konnte, überlebte und sogar gewachsen ist. Das berichtet eine bekannte indische Zeitung. Die Wissenschaftler der indischen SRM University berichten von einem weiteren, großen Fortschritt beim Bioprinting.
Forscher der Deakin University in Australien nutzen die Möglichkeiten der 3D-Drucker um Lebensmittel für Patienten mit Schluckstörungen herzustellen. Durch Kreativität bei den Formen aber auch passgenaue Zusammensetzung der Inhaltsstoffe sollen Folgekrankheiten der sogenannten Dysphagie vermieden werden.
Ein Unternehmen aus der USA namens BIOLIFE4D plant mit Hilfe von 3D-Druck transplantierbare Herzen herzustellen. Die Herzen sollen dem Organmangel gegenüberstehen und es Menschen zukünftig ermöglich „per Knopfdruck“ Herzen herstellen zu lassen.
San Draw Medical hat sich auf 3D- gedruckte Trainingsmodelle spezialisiert, die dank der fortschrittlichen Silikon-3D-Drucktechnologie äußerst realistisch sind. Neben einem Fadentrainer und einem IV-Trainer für die perfekte Injektion gibt es jetzt ein Nahtübungsmodell. Vorgestellt wurde dies kürzlich auf einer Messe in Los Angeles. Das Interesse war groß.
3D-Bioprinting bringt in der Kosmetik und der Medizin viele Fortschritte. Forscher in Singapur möchten mittels 3D-Bioprinting einer realistischen Hautpigmentierung näher kommen. Die Zwei-Schritt-Bioprinting-Strategie ist ein Schritt in diese Richtung und beweist, der 3D-Druck von pigmentierter Haut ist möglich. Vor allem Menschen die eine Hauttransplantation benötigen, haben so die Möglichkeit, in Zukunft nicht nur körperliche sondern auch psychische Heilung zu erfahren.
Durch Traumata, Krebs oder Infektionen geschädigte Knochen können oft nicht mehr gerettet werden. Eine Amputation ist dann unausweichlich. Die Berliner Charité hat in umfassenden Tests nachgewiesen, dass 3D-gedruckte Titan-Mesh-Gerüste die Regeneration der Knochen unterstützen können.
Die amerikanische Gesundheitsbehörde FDA hat aus Titan gefertigten, patientenspezifischen Wirbelsäulenimplantate aus dem 3D-Drucker zugelassen. Mit diesem konnte jetzt erstmals eine Halswirbelsäulenoperation erfolgreich durchgeführt werden. Mit beteiligt an der Entwicklung waren die Neurochirurgie am Klinikum Karlsruhe, die junge EIT Emerging Implant Technologies GmbH mit Sitz im Medizintechnikcluster Tuttlingen in Baden Württemberg und 3D Systems.
Mit 5 Jahren verabreden sich Kinder im Kindergarten zum Spielen auf dem Spielplatz, freuen sich wochenlange auf ihren Kindergeburtstag oder erleben erstmals die Vor- und Nachteile kleiner Geschwister, beim Spielen und Teilen. Der 5-jährige Cameron Haight aber hat mit einer Deformierung seiner Finger zu kämpfen und zog sich vom Leben zurück. Geholfen werden konnte ihm mit einer Handprothese aus dem 3D-Drucker. Er war davon so begeistert, dass er nun auch für andere Kinder Handprothesen herstellt. Über 40 davon konnte er schon helfen.
Im Krankenhaus Tirschenreuth in Bayern werden verstärkt Hüftmodelle und individuelle Hüftprothesen mit dem 3D-Drucker hergestellt. Das Krankenhaus setzt damit auf eine innovative Technologie, die vor allem den Patienten nützt.
Das Industrial Technology Research Institute (ITRI) aus Taiwan hat angekündigt Knochenimplantate aus dem 3D-Drucker noch in diesem Jahr auf den Markt zu bringen. Die Implantate sind speziell für die Bevölkerung Chinas entwickelt worden und bestehen vorrangig aus Metall und Kompositmaterialien. Das Institut sieht in den gedruckten Implanteten zahlreiche Vorteile für die chinesische Bevölkerung. Und plant schon einen Schritt weiter.
Ein chinesisches Team widmet sich der Frage: Wie kann die komplexe Anatomie der Organe zu geringeren Kosten als bisher produziert werden. Sie schafften es, mithilfe der 3D-Drucker und dem Stereolithografie-3D-Druckverahren, die Kosten für die Herstellung solcher Organmodelle zu senken und die Dauer der Produktion deutlich zu reduzieren.
Als Ben Ryans Sohn Sol zehn Tage nach der Geburt seinen Arm verlor, fertigte er kurzerhand eine Armprothese mit seinem 3D-Drucker. Ben Ryan informierte sich über Amputationen und Prothesen, doch es wurde ihm klar, dass es für Sol keine Armprothese geben dürfte bis er ein Jahr alt ist. Sein Sohn sollte aber einen besseren Start ins Leben haben und von Beginn an lernen, mit zwei Armen zu leben. Wir erzählen seine Geschichte.
Österreichischen Forschern der Uni Graz ist die Gewinnung von dem Wirkstoff Fluoroform aus Treibhausgas gelungen. Mit Fluoroform kann die Schlafkrankheit behandelt werden und zählt laut WHO zur Liste der „Essential Medicines“ (unentbehrlichen Medizin). Geholfen hat den Forschern ein selbst entwickelter Reaktor, der mit Hilfe von Metall-3D-Druck exakt nach den Bedürfnissen der Forschern hergestellt wurde.
Mit dem AutoCompunder hat das US-Unternehmen Vitae Industries einen 3D-Drucker für Medikamente vorgestellt. Das Gerät soll s.g. „Polypillen“ drei mal schneller befüllen können, als bei konventionellen Verfahren. An dem Start-up haben sich bereits mehrer namhafte Unternehmen Unternehmen beteiligt und stellen eine 7-stelligen Eurobetrag für die Entwicklung des Medikamenten-3D-Druckers zur Verfügung.
In Kroatien wurde einem 60-jährigen Mann ein 3D-gedrucktes Schultergelenk erfolgreich implantiert. Er gewann einen Großteil der Funktionen seines Gelenkes wieder. Operationen dieser Art halten viele noch für Zukunftsmusik, jedoch werden sie immer mehr zum medizinischer Mainstream, berichtet der Leiter der Operationsteams aus seinem beruflichen Alltag.