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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Britische Forscher von der Nottingham Trent University haben realistische Herz- und Lungenmodelle mit Hilfe von 3D-Druckern entwickelt. Die künstlichen Organmodelle können bluten, schlagen und atmen und sind für das Training von Organtransplantationen gedacht.
Die Partnerschaft zwischen den beiden indischen Unternehmen Manipal Academy of Higher Education (MAHE) und KOREAMMR markiert einen wichtigen Schritt in der Entwicklung von 3D-Bioprint-Technologien für die Geweberegeneration, mit dem Ziel, die medizinische Forschung und Patientenversorgung weltweit zu verbessern.
In Châteauroux ermöglichen Hebammen in Zusammenarbeit mit dem 3D-Druckexperten Stephane Tanguy blinden und sehbehinderten Paaren durch haptische Ultraschallbilder eine ganz neue Erfahrung der Schwangerschaft. Dies ermöglicht es, die Konturen und Merkmale des Ungeborenen durch Tasten zu erleben und reduziert damit den Stress und die Angst in der Schwangerschaft.
An der Weill Cornell Medicine und der Cornell Engineering wurde eine Methode entwickelt, um ein realistisches Ohrmodell zu erschaffen, das durch die Verwendung von 3D-Drucktechnologie und dezellularisiertem Knorpel die anatomischen Eigenschaften eines echten menschlichen Ohrs nachbildet.
In einem beeindruckendem Projekt haben die TU Wien und die MedUni Wien das weltweit erste 3D-gedruckte Gehirn-Phantom entwickelt, das die Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson erheblich verbessern könnte.
Das chinesische 3D-Druck-Unternehmen UnionTech hat auf der Dental South China 2024 seine neuesten Entwicklungen im Bereich der dentalen 3D-Drucktechnologie vorgestellt, darunter den vollautomatischen 3D-Drucker D300. Dieser verspricht ein hohes Maß in puncto Automatisierung, Präzision und Geschwindigkeit.
Forscher der Universität von Oregon haben in Zusammenarbeit mit L’Oréal ein fortschrittliches künstliches Hautmodell entwickelt, das die Eigenschaften menschlicher Haut genauer nachbildet und vielfältige Anwendungen in der Medizin und Kosmetik ermöglicht.
In einem medizinischen Durchbruch hat das Team von Seoul St. Mary’s Hospital, in Zusammenarbeit mit T&R Biofab, die erste 3D-gedruckte Luftröhre erfolgreich einer Patientin transplantiert. Dies könnte die Behandlung von Schilddrüsenkrebs und anderen trachealen Erkrankungen erheblich verbessern.
An der Kansas State University nutzen Veterinärstudierende 3D-Drucktechnologie, um den Umgang mit Augenuntersuchungsgeräten zu erlernen. Durch die Entwicklung von 3D-gedruckten Augengloben, basierend auf realen Aufnahmen, wird die veterinärmedizinische Ausbildung praxisnaher und verzichtet zunehmend auf lebende Tiere.
Phase, Inc. wurde vom Nationalen Gesundheitsinstitut ein Zuschuss von 1,7 Millionen Euro für ein 3D-Druckprojekt zur Entwicklung eines Blut-Hirn-Schranken Modells in Zusammenarbeit mit der Harvard Medical School und anderen führenden Institutionen gewährt. Dieses Vorhaben könnte die Forschung und Behandlung neurologischer Krankheiten erheblich verbessern.
Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD) revolutioniert mit seiner Technologie die Herstellung von Augenprothesen am Moorfields Eye Hospital. Die neue Methode, die bereits über 200 Patienten zugutekam, wird in der Fachzeitschrift Nature Communications vorgestellt. Diese Entwicklung verspricht eine erhebliche Verbesserung der Lebensqualität für Betroffene.
Carbon präsentierte auf dem Lab Day Chicago 2024 seine Automatic Operation Suite, eine Reihe von Automatisierungslösungen für Dentallabore. Diese Suite umfasst Tools wie Automatic Print Preparation und AO-Backpack, die die Effizienz im Labor steigern und die Qualität der Druckergebnisse verbessern. Carbons Engagement für Innovation wird durch diese Entwicklung deutlich.
3D Systems hat eine innovative Jetting-Lösung für einteilige Prothesen aus mehreren Materialien vorgestellt, die eine signifikante Verbesserung der Prothesenherstellung verspricht. In Zusammenarbeit mit Glidewell, dem weltweit größten Dentallabor, wird diese Technologie ab 2024 verfügbar sein.
Die Partnerschaft zwischen Carbon, Desktop Health, Heartland Dental und Dr. Robert Mongrain zielt darauf ab, durch die digitale Transformation in der Dentalbranche die Patientenversorgung zu verbessern. Durch die Entwicklung optimierter digitaler Workflows für herausnehmbare Prothesen und die Eliminierung von Ineffizienzen in bestehenden Arbeitsabläufen soll eine bessere Vorhersagbarkeit und Qualität zahnärztlicher Restaurationen erreicht werden.
SprintRay stellt seine neueste Produktlinie vor, darunter das innovative NanoCure-Nachhärtungsgerät und spezialisierte Dentalharze wie NightGuard Flex 2 und Apex Teeth. Diese Entwicklungen repräsentieren einen Fortschritt im dentalen 3D-Druck, indem sie Effizienz und Qualität in der zahnmedizinischen Praxis verbessern.
Das Team der Medizinischen Universität Innsbruck hat gemeinsam mit Partnern wie Eyecre.at, Addion und dem Management Center Innsbruck einen Prototyp eines künstlichen Augenlids mit Hilfe des 3D-Druckverfahrens entwickelt. Dieses Modell dient als Trainingsinstrument in der chirurgischen Ausbildung und bietet eine realitätsnahe Möglichkeit zur Vorbereitung auf Eingriffe. Die verwendete Technik könnte perspektivisch auch für die Herstellung anderer Organmodelle adaptiert werden.
Malaysische Onkologen haben einen medizinischen Durchbruch erzielt, indem sie die erste Fersenbeinersetzung des Landes mit einem 3D-gedruckten Modell erfolgreich durchgeführt haben. Diese innovative Methode verspricht verkürzte Erholungszeiten und eine verbesserte Passform. Die Kosteneffizienz und Vielseitigkeit des Verfahrens bieten neue Hoffnung für Patienten weltweit.
Das Azrieli Centre de recherche du CHU Sainte-Justine und die Universität Montreal haben eine innovative Bio-Tinte entwickelt, die den 3D-Druck von personalisierten „Herz-auf-einem-Chip“-Geräten ermöglicht. Diese Technologie verspricht, die Behandlung von Herzerkrankungen durch die Erstellung patientenspezifischer Herzmodelle zu optimieren.
Am Universitätsklinikum Münster wurde ein 3D-Druck-Center eingeweiht, das mit zwei 3D-Druckern ausgestattet ist und somit eine Premiere in dieser Form in Deutschland darstellt. Diese Innovation ermöglicht es, präzise medizinische Hilfsmittel vor Ort schnell und günstig herzustellen und trägt wesentlich zur Verbesserung der chirurgischen Genauigkeit und Patientensicherheit bei.
Wissenschaftler der TU Wien haben eine 3D-Druckmethode entwickelt, die es ermöglicht, künstliches Knorpelgewebe herzustellen. Durch den Einsatz spezialisierter Stammzellen und eines biokompatiblen Kunststoffgerüsts verspricht die Technik bedeutende Fortschritte in der regenerativen Medizin. Diese könnte zukünftig bei der Behandlung von Knorpelschäden verbesserte Möglichkeiten eröffnen.