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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Vital3D hat einen mikroskopischen Weihnachtsbaum vorgestellt, der mit lebenden Zellen verziert ist und die Fortschritte im 3D-Druck und Bioprinting symbolisiert. Dieser Durchbruch demonstriert das Potenzial der 3D-Drucktechnologie in der Medizin, insbesondere im Bereich der Geweberegeneration und Organtransplantation. Der Einsatz der FemtoBrush-Technologie ermöglicht komplexere und funktionellere Strukturen.
Align Technology hat von der FDA die Zulassung für ihr Invisalign Gaumenerweiterungssystem erhalten, das erste direkt 3D-gedruckte orthodontische Gerät des Unternehmens. Dieses innovative System bietet eine patientenfreundliche Alternative zu herkömmlichen Gaumenerweiterern und nutzt KI-gesteuerte Software für individuell angepasste Behandlungen. Es markiert einen wichtigen Schritt in der Entwicklung moderner kieferorthopädischer Methoden.
Das Nanyang Technologische Universität (NTU) und das Singapore General Hospital (SGH) arbeiten an einer neuen Form der Gesundheitsversorgung durch 3D-Druck. Ihr Fokus liegt auf Bioprinting und der Entwicklung personalisierter medizinischer Geräte. Diese Technologien könnten die Behandlung von Patienten revolutionieren, stehen jedoch noch vor klinischen Tests am Menschen.
Das University Hospital Birmingham nutzt personalisierten 3D-Druck, um die Präzision bei rekonstruktiven Operationen zu erhöhen und die Operationszeit signifikant zu reduzieren. Dank des Stratasys J5 MediJet™ 3D-Druckers können maßgeschneiderte Schneideführungen aus hochauflösenden Patientenscans erstellt werden.
Carbon, ein Innovator in der 3D-Druck- und Fertigungstechnologie, hat sein Dentalmaterialportfolio mit drei neuen Harzen erweitert. Die Harze, entwickelt für spezielle Dentalanwendungen, versprechen verbesserte Produktionsmöglichkeiten und Anwendungen für Dentallabore.
MIT-Forscher haben einen Mini-Reaktor entwickelt, der mittels 3D-Druck hergestellt wird und Krankheiten erkennen kann. Diese Innovation bietet eine kosteneffiziente und schnelle Lösung für die Mikrofluidik. Der Mini-Reaktor kann in wenigen Minuten produziert werden und kostet lediglich rund zwei US-Dollar.
Das Unternehmen MedScan3D aus Irland und Corrib Core Lab haben ein 3D-gedrucktes Modell für die Chirurgie chronischer totaler Okklusionen der Aortenwurzel entwickelt. Dieses patientenspezifische Modell, gedruckt als ein mehrteiliges Objekt, ermöglicht Chirurgen eine bessere Vorbereitung auf die Operation. Die Kombination aus medizinischem Fachwissen und 3D-Drucktechnologie eröffnet neue Möglichkeiten in der kardiovaskulären Chirurgie.
An der Loughborough Universität hat ein Forschungsteam unter Leitung von Dr. Simin Li eine innovative Methode entwickelt, die es ermöglicht, Unterschenkel-Prothesensockel mittels 3D-Druck schnell und personalisiert herzustellen. Diese Technik könnte den Zugang zu Prothesen weltweit erheblich erleichtern, insbesondere in abgelegenen und unterversorgten Gebieten. Die Herstellung der Prothesensockel, die bisher Wochen in Anspruch nahm, kann jetzt in nur acht Stunden erfolgen.
Forscher haben eine neue Technik im 3D-Druck entwickelt, die es ermöglicht, biokompatible Strukturen durch mehrschichtige Gewebe zu erstellen. Diese Methode nutzt fokussierten Ultraschall und eine speziell entwickelte Tinte. Der Ansatz verspricht, viele chirurgische Eingriffe sicherer und weniger invasiv zu gestalten.
Inventia Life Science hat den Inventia Third Dimension Grant ins Leben gerufen, um die 3D-Zellkulturforschung zu fördern. Das RASTRUM-Gerät ermöglicht es Forschern, detailliertere und realitätsnahe Untersuchungen durchzuführen, die mit herkömmlichen 2D-Zellkulturen oder Tiermodellen nicht möglich sind. Dieses Programm steht Forschungslaboren in Europa offen, die sich für den Einsatz von 3D-Modellen in der biomedizinischen Forschung interessieren.
Desktop Health hat den erfolgreichen Einsatz von CMFlex, einem 3D-gedruckten synthetischen Knochenersatz, bekanntgegeben. Entwickelt von Dimension Inx, zielt CMFlex darauf ab, die Knochenregeneration zu unterstützen und vereinfacht chirurgische Eingriffe. Das Produkt besteht aus Hydroxylapatit und PLG, demonstriert innovative 3D-Drucktechnologie und zeigt vielversprechende Ergebnisse in der regenerativen Medizin.
Die Partnerschaft von Ricoh mit dem belgischen 3D-Druckunternehmen Materialise zielt darauf ab, den Zugang und die Nutzung von 3D-gedruckten medizinischen Geräten und Modellen zu erleichtern. Diese Kooperation wird die Präzision und Effizienz in der Medizin verbessern und könnte weitreichende Auswirkungen auf den Markt für 3D-Drucker haben.
Stratasys Ltd. hat eine Partnerschaft mit Siemens Healthineers zur Entwicklung fortschrittlicher medizinischer Bildgebungsphantome für CT-Scans gestartet. Diese Zusammenarbeit wird die Erstellung realistischer menschlicher Anatomiemodelle durch 3D-Druck ermöglichen und die Qualität und Genauigkeit der medizinischen Bildgebung verbessern.
Eisenbacher Dentalwaren aus Bayern und der 3D-Drucker-Hersteller Eplus3D aus China haben ein bedeutendes Entwicklungsprojekt abgeschlossen, das die Herstellung präziser dentaler Gerüste mit KeraS Metallpulver auf 3D-Druckern ermöglicht. Diese Innovation erfüllt die strengen Anforderungen der DIN EN ISO 22674 und unterstützt Zahnlabore bei der Einhaltung der EU Medical Device Regulation.
IPFL hat den fortschrittlichen Polyjet 3D-Drucker J850 von Stratasys in Betrieb genommen, um seine 3D-Drucktechnologien zu erweitern. Der J850 ermöglicht den Druck mit sieben Materialien gleichzeitig und bietet über 600.000 Farbvariationen. Diese Neuerung verbessert die Fertigung präziser und komplexer 3D-Druckteile für verschiedene Sektoren.
Taiwan stellt seine erste 3D-gedruckte Kieferprothese vor, die speziell für Mundkrebspatienten entwickelt wurde. Diese Innovation des ITRI und des KVGH könnte die Behandlung von Krebspatienten wesentlich verbessern. Positive Ergebnisse aus den ersten Tests zeigen vielversprechende Fortschritte in der medizinischen Anwendung von 3D-Drucktechnologie.
US-amerikanische Forscher der Universität Arkansas, unter der Leitung von Sun-Ok Lee, nutzen 3D-Drucktechnologie zur Verbesserung der Wirkung von Probiotika auf die Darmgesundheit. Mit Unterstützung eines großzügigen Forschungsstipendiums arbeiten sie an neuen Methoden, um die Überlebensrate von Probiotika während der Lebensmittelverarbeitung und im Verdauungstrakt zu erhöhen. Diese Innovation könnte weitreichende positive Auswirkungen auf die menschliche und tierische Gesundheit haben.
Wissenschaftler am Rensselaer Polytechnic Institute in New York haben einen bedeutenden Fortschritt erzielt, indem sie erfolgreich Haarfollikel in laborgezüchtetem Hautgewebe mittels 3D-Druck herstellten. Dieser Durchbruch könnte nicht nur eine mögliche Lösung für Haarausfall bieten, sondern auch die regenerative Medizin und Hautgewebe-Engineering revolutionieren. Die Entwicklung zeigt das Potenzial der Automatisierung von Prozessen in der Biomanufaktur von Haut.
Die Medizinische Hochschule Hannover hat einen wichtigen Schritt im Bereich der medizinischen Anwendung des 3D-Drucks gemacht, indem sie ein maßgeschneidertes Ohr-Implantat einsetzte, das nicht nur als Stent dient, sondern auch Medikamente abgibt.
Axtra3D hat eine Partnerschaft mit 3D Systems und Oqton angekündigt, die dentalen Kunden ermöglichen soll, hochwertige Materialien und Software mit der fortschrittlichen 3D-Drucktechnologie zu nutzen. Die Zusammenarbeit, vorgestellt auf der Formnext, verspricht verbesserte Oberflächenqualität und höhere Durchsatzraten. Das gemeinsame Angebot könnte einen spürbaren Einfluss auf die Qualität und Effizienz in Dentallaboren haben.