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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Stratasys und CollPlant haben eine präklinische Studie zur Entwicklung 3D-gedruckter Brustimplantate gestartet, die das natürliche Gewebe regenerieren sollen. Erste Ergebnisse werden 2025 erwartet.
Eine in Nature Communications veröffentlichte Studie untersuchte die Anwendung von 3D-gedruckten Zink-Gerüsten für die Knochenerneuerung. Die Forschung wurde unter anderem vom chinesischen 3D-Druck-Unternehmen Bright Laser Technologies (BLT) durch technische Unterstützung ermöglicht.
Harvard-Wissenschaftler entwickelten ein 3D-Druckverfahren namens Co-SWIFT zur Herstellung von Blutgefäßen in Herzgewebe. Erste Tests zeigten erfolgreiche Ergebnisse in verschiedenen Matrizen und lebendem menschlichem Gewebe.
NanoHive Medical hat 7 Millionen USD in einer Series-C-Finanzierungsrunde erhalten, um seine 3D-gedruckten Wirbelsäulenimplantate weiterzuentwickeln. Mit den Mitteln wird das Unternehmen sein US-Team ausbauen, das Produktportfolio erweitern und internationale Märkte erschließen.
Der South Warwickshire University NHS Foundation Trust hat seine erste chirurgische Handgelenksoperation mit einem 3D-gedruckten, patientenspezifischen Implantat erfolgreich durchgeführt. Die 3D-Druck-Technologie verspricht dabei verbesserte klinische Ergebnisse und schnellere Erholungszeiten.
Ein Forschungsteam der University of Colorado Boulder und der University of Pennsylvania hat einen Prozess entwickelt, um elastische und haftende Hydrogelmaterialien zu 3D-drucken. Diese könnten zur Reparatur von Herzgewebe und Knorpel oder für nadelfreie Nähte eingesetzt werden.
Desktop Health hat das Flexcera® Smile Ultra+ Harz für provisorische Zahnimplantate validiert. Das Harz ist für 3D-gedruckte Zahnrestaurationen wie Kronen und Brücken geeignet und von der FDA, MDR und CE zertifiziert.
Schottische Forscher von der Universität Edinburgh haben künstliche Blutgefäße mittels 3D-Druck entwickelt, die menschlichen Blutgefäßen stark ähneln. Diese Innovation könnte besonders bei Bypass-Operationen die Patientengesundheit und -ergebnisse verbessern.
Stratasys hat den DentaJet™ XL, einen neuen 3D-Drucker für den Dentalbereich, vorgestellt. Dieser soll die Produktivität in Zahntechniklaboren steigern und Kosten senken. Der DentaJet™ XL ermöglicht ununterbrochenes Drucken und Dual-Material-Druck.
Ärzte in Atlanta setzen 3D-gedruckte Trachealsplints ein, um Säuglingen mit Atemwegserkrankungen zu helfen, selbstständig zu atmen. Diese individuell angefertigten Geräte werden vom Georgia Institute of Technology gedruckt und vom Children’s Healthcare of Atlanta verwendet.
Forscher der Tel Aviv Universität haben eine Origami-basierte Methode entwickelt, um Sensoren in 3D-gedruckten Gewebemodellen präzise zu positionieren. Diese innovative Technik löst das Problem der Sensorbeschädigung während des Bioprinting-Prozesses.
Eine neue Diagnosetechnik, die einen modifizierten 3D-Drucker und die LAMP-Technik kombiniert, ermöglicht eine frühere Erkennung von T. cruzi-Infektionen bei Neugeborenen. Die Studie, durchgeführt im bolivianischen Chaco, zeigte eine höhere Empfindlichkeit als die herkömmliche Mikroskopie.
Stratasys und Ricoh USA sponsern eine klinische Studie zur Bewertung von 3D-gedruckten Modellen in der orthopädischen Onkologie. Die Studie vergleicht die Wirksamkeit von 3D-gedruckten Modellen und herkömmlichen Bildgebungsverfahren bei der Tumorentfernung.
Ronawk und B9Creations haben eine Partnerschaft zur Automatisierung und Massenproduktion von Bio-Blocks geschlossen. Diese Zusammenarbeit erleichtert das Wachstum von Gewebe und Zellen außerhalb des Körpers und fördert fortschrittliche Therapien und personalisierte Medizin.
3D Systems verzeichnete nach der Ankündigung eines Auftrags über 233 Millionen Euro einen Aktienkursanstieg um 19%. Das Unternehmen plant, bis 2025 direkte Drucktechnologie für transparente Zahnspangen einzuführen und erwartet ein signifikantes Wachstum im digitalen Dentalmarkt.
Ein Team der Chinese University of Hong Kong (CUHK) hat ein 3D-druckbares bioaktives Material entwickelt, das schwere Schultersehnenverletzungen reparieren kann. Dieses Material unterstützt die Sehnenregeneration und wurde in der Zeitschrift Bioactive Materials veröffentlicht.
Bioprotece S.A., ein argentinischer Implantathersteller, hat den Hersteller für industrielle 3D-Drucker Eplus3D aus China als Partner ausgewählt, um ihre Metall-3D-Druck-Technologie zu verbessern. Mit dem neuen EP-M260 Großformat-Metall-3D-Drucker kann Bioprotece Implantate nun wesentlich effizienter und schneller herstellen.
Die 3D Pioneers Challenge 2024, die im Rahmen der Rapid.Tech 3D in Erfurt stattfand, zeichnete das Projekt „3D Printed Electronic Skin“ aus den USA mit dem Hauptpreis aus. Einreichungen aus 25 Ländern und 5 Kontinenten wurden präsentiert.
Die Universität Nottingham hat eine innovative Methode entwickelt, die den 3D-Druck nutzt, um personalisierte Medikamente herzustellen. Diese Technologie ermöglicht es, mehrere Medikamente in einer einzigen Tablette zu kombinieren und gezielt freizusetzen.
Die Partnerschaft zwischen dem Indian Institute of Technology Guwahati (IIT Guwahati) und der Stryker Corporation zielt darauf ab, durch spezialisierte Fortbildungsprogramme und Forschungsinitiativen im Bereich des 3D-Drucks Innovationen in der Entwicklung biomedizinischer Geräte zu fördern.