Der 3D-Druck in der Medizin

22. April 2013

3D-Druck in der MedizinVergleichbar ist die rasante Entwicklung im Bereich des 3D-Drucks allenfalls mit der Computertechnologie. Forciert wird der Fortschritt aber nicht von Privatleuten – die günstigsten Drucker kosten nach wie vor einen vierstelligen Betrag und somit zu teuer für den Hausgebrauch. Zum Einsatz kommt der 3D-Druck vor allem in der Industrie bei der Herstellung von Prototypen. Nachdem mittlerweile sogar organisches Material durch 3D-Druck hergestellt werden kann, haben sich in der Medizin breite Einsatzgebiete aufgetan. Gerade hier versprechen sich die Experten viel Potenzial durch den 3D-Druck.

Ein Bio-Implantat aus dem Drucker

Eine Art Pionierleistung in Sachen 3D-Druck haben Mediziner der rumänischen Uni-Klinik von Cluj-Napoca etwa zum Jahreswechsel zwischen 2012 und 2013 geleistet: Ein junger Rumäne hatte einen Unfall, der sein Gesicht entstellt hatte. In der Fachhochschule Nordwestschweiz konnte das Aussehen des zerstörten Jochbeins rekonstruiert und durch 3D-Druck hergestellt werden. Weil sich individuelle Implantate durch diese Technologie sehr viel schneller herstellen lassen, werde sich der 3D-Druck in der Medizin langfristig durchsetzen, ist man in der Schweizer Hochschule überzeugt.

3D-Druck liefert auch richtiges Gewebe

Zumindest für die Pioniere ist es schon fast alltäglich geworden, den 3D-Druck in der Chirurgie einzusetzen. Beim belgischen Institut für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie in Louvain-la-Neuve etwa werden in der OP-Vorbereitung Modelle der Partien, an welchen der Eingriff erfolgt, mittels 3D-Druck hergestellt. Dadurch können die Implantate aus Metall vor der Operation angepasst und die Dauer der OP erheblich verkürzt werden.

Einen Schritt weiter geht etwa das Freiburger Adolphe-Merkle-Institut. Sie stellen menschliches Gewebe wie Lungenzellen per 3D-Druck zu Forschungszwecken her. Der Vorteil: Der 3D-Druck liefert stets dasselbe Gewebe, sodass Medikamente verlässlich getestet werden können.

3D-Druck liefert künstliche Organe

Medizintechnik-3D DruckEin heikles Thema ist die Organspende. Tausende von Menschen warten alljährlich auf ein neues Organ, doch nur einem Bruchteil kann mit einer Organspende geholfen werden. Wenn die Betroffenen tatsächlich eines bekommen, ist es fraglich, ob der Körper das Spenderorgan auch verträgt. Die Hoffnung von Ärzten liegt auch hier im 3D-Druck, vor allem, wenn es um komplexe Organe wie Herzen, Leber. Der Vorteil, den sich die Experten vom 3D-Druck hier erhoffen: Die Ärzte können durch den 3D-Druck ein Organ herstellen, das genau auf den betroffenen Patienten zugeschnitten ist. Eventuelle Unverträglichkeiten können also weitestgehend ausgeschlossen werden. Dieses Einsatzgebiet des 3D-Drucks ist allerdings noch Zukunftsmusik.

3D-Druck: Organe für Forschungszwecke

An einem ersten Schritt, der den 3D-Druck zur Hoffnung für Menschen, die ein neues Organ brauchen machen kann, arbeiten seit 2011 fünf Fraunhofer-Institute. Sie kombinieren im “Bio-Rap-Projekt” mehrere Verfahren nach dem Vorbild der Herstellung von Prototypen in der Industrie. Der 3D-Druck nimmt eine wichtige Schlüsselfunktion im ersten Projekt, der Herstellung von künstlichen Blutgefäßen, ein. Die Forscher entwickelten dafür eine spezielle Tinte, damit durch 3D-Druck elastische und flexible Blutgefäße hergestellt werden können. Falls sich rund um die Blutgefäße dauerhaft lebende Zellen ansiedeln lassen, ist zumindest ein erster Schritt getan. Zunächst erhoffen sich die Forscher, Organe zu Forschungszwecken durch 3D-Druck herzustellen. Damit könnte der 3D-Druck künftig sogar Tierversuche überflüssig machen.

3D-Druck: erfolgreiche Beispiele

  • Auch wenn der breit gefächerte Einsatz des 3D-Drucks in der Medizin in vielen Bereichen noch im Anfangsstadium ist, gibt es bereits zahlreiche Beispiele, in welchen der 3D-Druck Menschen konkret geholfen hat. Vor allem bei Prothesen sind die Erfolge des 3D-Drucks teilweise spektakulär.
  • So schien der kleinen Emma Lavelle eine traurige Zukunft beschieden zu sein: Sie leidet an einer angeborenen Gelenksteife und konnte ihre Arme nicht aus eigener Kraft bewegen. Für sie wurde durch 3D-Druck ein Exoskelett hergestellt, mit dem sie sich fast so gut bewegen kann, wie gleichaltrige Kinder.
  • Der 3D-Druck konnte auch dem 5jährigen Liam für nur 150 Dollar ein Stück Lebensfreude geschenkt werden. Er litt unter einer angeborenen Missbildung, welche seine rechte Hand unbrauchbar machte. Eine voll funktionsfähige Prothese wurde von Richard Van As und Ivan Owen entwickelt und mit 3D-Druck hergestellt.

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