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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Ein australischer Mann wäre an dem Wirbelsäulenkrebs gestorben. Geholfen hat ihn nun der medizinische 3D-Druck. Die Neurochirurgen setzten dem Australier einen Halswirbel aus einem 3D-Drucker ein. Damit wurde nun weltweit zum ersten Mal eine Halswirbel aus dem 3D-Drucker bei einem Menschen erfolgreich eingepflanzt.
Forscher des „Wake Forest Baptist Medical Center“ haben eigenen Angaben zufolge ein Ohr mit Hilfe von 3D-Druck gedruckt. Ziel der Forscher sei es, Ohren für Menschen mit Hilfe von „Bioprinting“ künstlich zu drucken und zu implantieren.
In Mainz wird im April die „1. Internationale Konferenz zum 3D-Druck in der Medizin“ stattfinden. Experten beraten über den Wachstumsmarkt „Medizinischer 3D-Druck“ und über die Zukunft der additiven Fertigung vom Bioprinting bis zur kostengünstigen und schnellen Produktion von Prothesen und Lehrmodellen.
Das US-Unternehmen EpiBone aus New York arbeitet an einem Verfahren, mit Unterstützung von 3D-Druck Knochen außerhalb des Körpers wachsen zu lassen. Die organischen Knochen sollen nach dem künstlichen Knochenwachstum beim Patienten implantiert werden.
Auf der Konferenz „Printing for the Future“, die am 19. Januar 2016 im „Institut of Physics“ in London stattfand, wurden neue Verwendungsmöglichkeiten des 3D-Druckes im Bereich der Medizin vorgestellt. Wir haben uns die wichtigsten Experten-Aussagen der Konferenz einmal genauer angeschaut und in diesem Beitrag wiedergegeben.
Das schweizer Startup Mimedis® bietet einen Service, bei dem Ärzte individuelle Implantate für Patienten bereits nach wenigen Tagen, anstatt einigen Wochen, erhalten sollen. Die Implantate werden mit einem 3D-Drucker gefertigt. Mit einer speziellen Software werden aber noch weitere Prozesse verkürzt, die dem Kunden schneller und kostengünstiger ein passgenaues Implantat ermöglichen.
Nach der Zulassung für Schädel- und Gesichtsimplantate des Oxford Performance Materials, kündigte die Firma BioArchitects jetzt auch die FDA-Zulassung einer patientenspezifischen Titan-Schädelplatte aus dem 3D-Drucker an. Es handelt sich um die erste derartige FDA-Freigabe für eine Titan-Schädelplatte. Mediziner bezeichnen das als wichtigen Meilenstein in der Fertigung passgenauer medizinischer Implantate.
Forscher der Biophysik haben mit Hilfe der 3D-Modellierung und eines 3D-Druckers das Rätsel um die Furchenbildung am Gehirn gelöst. In einem Forschungsbericht widerlegen die Wissenschaftler die bisherige Theorie. Geholfen hat den Forschern dabei auch ein Gel-Gehirn, welches mit Hilfe von 3D-Druck entstanden ist.
Auf dem Weg vollständige Blutbahnen mit dem 3D-Drucker zu drucken, ist es US-Forschern gelungen funktionsfähige Blutgefäße mit dem 3D-Drucker herzustellen. Bis sich die gedruckten Blutbahnen einsetzen lassen, ist es allerdings noch ein weiter Weg, so die Forscher. Für einige medizinischen Bereiche aber sind die jetzigen Forschungen trotzdem schon anwendbar.
Der Hochleistungskunststoff „PeekMed“ darf ab sofort für den 3D-Druck im Rahmen medizinischer Anwendungen eingesetzt werden. Das Filament erhielt eine Zertifzierung der Klasse IIa und kann damit genutzt werden zur additiven Fertigung von Prothesen, Implantaten, spezieller medizinischer Werkzeuge und mehr.
Chirurgen aus Thailand haben einer Patientin eine Handprothese aus Titan erfolgreich eingepflanzt. Die Titanprothese ist mit Hilfe von 3D-Druck entstanden, was die Wissenschaftler und Mediziner als Durchbruch verstehen, da sich so passgenaue Prothesen kostengünstig und schnell direkt vor Ort fertigen lassen.
Was gibt es neues von 3Faktur aus Jena? Das thüringische 3D-Druck-Unternehmen bietet nicht nur die Modellierung von Kinderzeichnung, um aus dem gezeichneten Bild der Kinder ein physisches Objekt zu machen, sondern auf die die Möglichkeit zur Erstellung von 3D-Selfies. Die Spieler des FC Carl Zeiss Jena gibt es bereits gedruckt. Nun platziert sich das Unternehmen auch im medizinischen Umfeld und vermarketet seine Produkte bereits weit über die Grenzen Thüringens hinaus bis nach HongKong.
Die Gesundheitsindustrie erlebt durch den 3D-Druck eine weltweite Revolution. Einem aktuellen Bericht des Marktforschungsunternehmens „Research and Markets“ ist zu entnehmen, dass der Umsatz für globale 3D-Druck-Anwendungen im Bereich des Gesundheitswesens von 2016 bis 2022 um 3,89 Milliarden US-Dollar anwachsen soll. Dies entspräche einem jährlichen Wachstum von knapp 22 Prozent.
Der Radsportler Tom Wheeler ist bei einem Biker-Wettkampf schwer verunglückt. Dank einer Arm-Orthese aus dem 3D-Drucker erhielt er schnelle Hilfe und kann mittlerweile sogar wieder Fahrrad fahren – mit der Arm-Orthese.
Der sechsjährige Lucas Abraham aus Kentucky wurde mit einer missgebildeten rechten Hand geboren. Jetzt kann der Junge wieder strahlen. Dank der Hilfe von Studenten und eines 3D-Druckers. Lucas erhielt von den Studenten insgesamt drei bionische Hände, die jeweils mit dem 3D-Drucker kostengünstig gefertigt wurden.
Die Henry Schein Dental Deutschland GmbH erweitert sein Portfolio für CAD/CAM-Lösungen. Mit dem 3D-Drucker Varseo von BEGO und dem 3D-Druck-System richtet sich das Angebot primär an Dentaltechniker und Detanllabore.
Neue Möglichkeiten zur Herstellung preiswerter Prothesen. US-Wissenschaftler haben ein neues Polymer entwickelt und anschließend erfolgreich mit dem 3D-Drucker daraus ein Herz gefertigt. Die Materialeigenschaften des Polymers erlauben es, den Schaumstoff-ähnlichen Stoff in jede beliebige Form zu bringen.
Weniger Rückenschmerzen für übergewichtige Frauen dank passgenauer BHs aus dem 3D-Drucker. Das verspricht das Startup-Unternehmen Trusst aus den USA. In die Büstenhalter wird eine 3D-gedruckte Plastikform eingenäht, mit deren Hilfe Last von den Schultern der Frauen genommen werden soll. Und das Produkt kommt gut an auf dem US-Markt.
Dass die Bedeutung von 3D-Druck für die Zahnmedizin zunimmt ist längst kein Geheimnis mehr. Niederländische Forscher aber haben jetzt einen Zahn aus einem speziellen Kunstharz entwickelt, der 99 Prozent aller Karies-Bakterien töten soll. Die speziellen Zähne werden mit dem 3D-Drucker gefertigt.
Großformat-3D-Drucker bieten der Medizin neue Möglichkeiten zur Fertigung medizinische Instrumente, Prothesen und mehr. So auch der 3D-Drucker DeltaTower, der zu den größten FDM Serien-3D-Druckern zählt.