In der Industrie ist er mittlerweile kaum wegzudenken, der 3D-Druck. Die neue Technologie eröffnet den fertigenden Unternehmen völlig neue Potenziale in Sachen Effizienz, Geschwindigkeit und Individualität. Doch nicht nur in der Industrie findet die 3D-Drucktechnologie ihren Einsatz. Auch in der Medizin gibt es eine Vielzahl an Anwendungsszenarien; von der Prothetik bis zum Druckmedizinischer Instrumente.

 

“At the moment 3D printing is at the cutting edge of medical research, but in the future the technology will be taken for granted by all of us in healthcare,” – Jason Chuen, Director of Vascular Surgery bei Austin Health

 

Wieso 3D-Druck

Das Verfahren des 3D-Druck eröffnet bereits seit einigen Jahren eine völlig neue Methode Produkte und Prototypen zu fertigen. Er ist dabei Teil der sogenannten additiven Fertigung, also der Herstellung von dreidimensionalen Objekten aus digitalen Daten. Man möchte daher fast sagen, dass diese innovative Art der Produktion die Antwort der Industrie auf das Datenzeitalter ist. Das Verfahren ist dabei beinahe einfach und erinnert doch oft an den klassischen Tintenstrahldrucker. Der 3D-Drucker verwendet bei der Erstellung neuer Objekte eine Art Schichtprozess, das heißt er fügt eine Schicht des gewünschten Materials nach der anderen hinzu, bis das gewünschte Objekt fertig ist. Daher sind 3D gedruckte Objekte häufig an der Staffierung erkennbar, die den Schichtprozess darstellt.

Ob in der Fabrik oder in Unternehmen, die Technologie ermöglicht es komplexe Teile günstiger und in viel kürzerer Zeit herzustellen, als es mit einem klassischen Produktionsverfahren möglich war. Die Vorteile, die sich für die Industrie ergeben, sind jedoch auch für die Medizinbranche äußerst relevant.

 

3D-Druck und die Individualisierung

How 3-D-Printed Prosthetic Hands Are Changing These Kids’ Lives (Quelle: National Geographic)

 

Traditionelle Prothetik hat ein Problem. Wie es häufig bei Fabrikware der Fall ist, handelt es sich um Massenware. Zwar werden die einzelnen Prothesen zwar später noch angepasst, doch eine völlig individuelle Herstellung war bislang ausgeschlossen. Die 3D-Prothetik beendet diesen Kreislauf, denn sie wird für jeden Anwender maßgeschneidert. Die Maße werden dabei digital erfasst und bei der zu druckenden Prothese berücksichtigt.

Mit diesen neuen Möglichkeiten, dürfte die Massenprothetik schon bald der Vergangenheit angehören. Schon heute wird der 3D-Druck zunehmend zur Herstellung neuer Prothesen eingesetzt, die exakt auf die Bedürfnisse des Patienten zugeschnitten sind. Mit Blick auf den Megatrend der Individualisierung, wird dies daher ehr in den nächsten Jahren zunehmen und schließlich zum neuen Standard werden.

 

Bioprinting und Tissue Engineering

Scientists Can Now 3D Print Functional Organs (Quelle: Futurism)

 

Die Begriffe Bioprinting und Tissue-Engineering mögen im ersten Moment etwas ungewöhnlich klingen, doch beschreiben sie genau das, was heute schon in der Wissenschaft und Medizin praktiziert wird; der 3D-Druck mit organischem Material. Forscher nutzen dabei das Verfahren, um sogenantne „Organoide“ zu drucken. Das sind detailgenaue, jedoch im Maßstab kleinere, Organe, die in der medizinischen Forschung Anwendung finden. Der nächste Schritt für die Mediziner ist es nun, funktionsfähige Organe zu rekonstruieren, die eine versagende Niere oder Leber in naher Zukunft ersetzen können.

“Part of the challenge of printing complex organs is that organs need oxygen and nutrients.” – Dr. Justin Ryan, Phoenix Children’s Hospital

 

Trotz dieser Herausforderungen entwickelt sich das Bioprinting rasant weiter. Einige Krankenhäuser haben bereits 3D-Drucklabore angelegt, in denen sie patientenspezifische Modelle herstellen, um sich auf eine anstehende Operation vorzubereiten.

 

Patientenspezifische Hilfsmittel und Instrumente

3D printing to develop cardiovascular instruments (Quelle: Stratasys)

 

Jeder der schon mal ein Zahnimplantat erhalten hat weiß, dass diese teuer sind. Doch nicht nur auf Patientenseite fallen hohe Kosten an, auch die medizinischen Geräte sind teuer und, abhängig vom Einsatzgebiet, auch manchmal schwierig zu fertigen.

Der 3D-Druck ermöglicht eine qualitativ hochwertige und kostengünstige Alternative. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von wichtigen Hilfsmitteln, von Implantaten bis zu minimalinvasiven Instrumenten ist dabei alles denkbar.

 

Der 3D-Druck ermöglicht somit in vielen Bereichen der Medizin eine bislang schwer zu realisierende Lösung. Ein wichtiger Schritt in Richtung des Patienten und zur kosteneffizienten Behandlung.

 

 

Beitragsbild: Singapore Business

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