Die Welt des 3D-Drucks ist im medizinischen Bereich sehr präsent, obwohl viele Menschen sich dessen nicht bewusst sind. Man könnte sagen, dass 2011 das Jahr des Booms des 3D-Drucks in diesem Bereich war, dank des Falls von Kaiba Gionfriddo. Das Mädchen Kaiba wurde mit einer Krankheit geboren, die die Luftröhre so sehr schwächt, dass sie kollabierte. Trotz der Intubation hatte das Mädchen weiterhin Momente des Atemstillstands, was auch ihr Herz betraf. Doch dank des Eingreifens von Green und Hollister, zwei Experten für Biomechanik, die eine biokompatible Vorrichtung entwarfen, druckten und schnell und effektiv mit Kaibas Luftröhre verbanden. Kaiba wurde gerettet und sein Leben verbessert.
Seit den Auswirkungen dieses Ereignisses begann der Bereich der Medizin mehr und mehr mit dem 3D-Druck zu arbeiten und ist heute die Grundlage für unzählige Fortschritte im medizinischen Bereich.
In den folgenden Zeilen werden wir über Bereiche der Medizin sprechen, in denen der 3D-Druck präsenter ist:
Prä-operativ
Die Medizin hat sich stark und schnell entwickelt, wenn es um die Durchführung bestimmter allgemeiner Operationen geht, aber es gibt immer noch Risiken bei Eingriffen, bei denen der Patient ein Problem hat, das eine heikle Operation erfordert.
Gegenwärtig verringert sich das bisherige Problem dank der Tatsache, dass die meisten Krankenhäuser über eine Art Scanner verfügen, der die Form eines jeden Teils des menschlichen Körpers, sowohl außen als auch innen, auf einen Computer übertragen und dann in einem 3D-Drucker in sehr kurzer Zeit in realem Maßstab herstellen kann. Ein reales Modell zu haben, hilft dem Chirurgen, Probleme zu erkennen und den Eingriff zu programmieren, was die Erfolgsquote bei komplexen Eingriffen deutlich erhöht.
Aber der Vorteil der Vervielfältigung menschlicher Teile endet hier nicht. Die Realisierung von Teilen, wie z.B. Organen, die Tumore aufweisen, helfen bei der Erforschung von Krankheiten und wie man eingreifen kann, was bisher mit Teilen von Tieren oder toten Menschen gemacht wurde, mit erheblichen Abweichungen zwischen dem Echten und den Parametern, die die konventionelle Methode bietet.
Bild 1: Herz per 3D-Druck. Quelle: Kardiale Modelle
Prothese
Gerade in diesem Bereich hat der FDM-3D-Druck mit speziellen antibakteriellen Filamenten die Herstellung von kostengünstigen Prothesen revolutioniert. Viele Organisationen engagieren sich in Projekten, um solche Prothesen herzustellen und in Länder zu schicken, in denen es aufgrund von Krankheit und Krieg eine große Anzahl von Amputierten gibt.
Bild 2: Low-Cost-Prothese. Quelle: Autodesk
Auf der anderen Seite werden andere 3D-Drucktechnologien, wie der 3D-Metalldruck (DMLS), zur Herstellung von Implantaten mit herkömmlichen Materialien, wie z. B. Titan, verwendet. Diese Implantate weisen die nötige Porosität, Festigkeit, Komplexität und geometrische Präzision auf, um in einer Vielzahl von Fällen, wie z. B. bei orthopädischen Hüften, chirurgisch implantiert zu werden.
Dental
Der Dentalbereich erfordert immer Produkte mit hoher Präzision und hoher Oberflächengüte. Aus diesem Grund haben die großen Hersteller von 3D-Harzdruckern Produkte speziell für diesen Bereich entwickelt. Früher wurden generische Elemente und Werkzeuge für alle Patienten verwendet, was bei einfachen Operationen viel Zeit in Anspruch nahm und sogar einige Schäden am Patienten verursachte. Mit dem Aufkommen des 3D-Drucks, Druckern wie dem Form 2 und Dentalkunststoffen hat sich dieser Sektor stark weiterentwickelt. Ärzte können nun für jeden Patienten individuelle Führungen mit extrem hoher Präzision erstellen. Diese Schablonen und andere Werkzeuge, die gedruckt werden können, werden verwendet, um Zahnersatzbehandlungen (Schrauben, Implantate, Platten usw.) fehlerfrei zu platzieren.
Bild 3: Zahnärztliches Werkzeug. Quelle: Formlabs
Gewebe und Organe
Auf diesem Gebiet sind sie immer noch auf dem Vormarsch und erzielen die ersten auf Menschen anwendbaren Erfolgsfälle. In den fortschrittlichsten Entwicklungszentren und Krankenhäusern schaffen sie es, wirklich unglaubliche Elemente zu drucken, wie z.B. Ohren aus menschlichem Knorpel und bio-gedruckte Leberpartikel, die 40 Tage lang funktionieren. Es ist wirklich das Feld mit dem größten Potenzial für die Zukunft, aber derzeit am weitesten entfernt.
Bild 4: Bioprinted Leberpartikel. Quelle: Xconomy
Es gibt andere Bereiche der Medizin, in denen der 3D-Druck eine Schlüsselrolle spielt. Eine davon ist der pharmazeutische Bereich, wo Lee Cronin, ein großartiger Chemiker an der Universität Glasgow, einen 3D-Drucker entwickelt, der chemische Verbindungen auf molekularer Ebene zusammenfügen kann, um maßgeschneiderte Medikamente zu erstellen, mit der richtigen Dosis für jeden Patienten. Diese Medikamente erhöhen die Wirksamkeit der Behandlung.
Nach diesem Rückblick auf die Fortschritte, die der 3D-Druck der Medizin gebracht hat, können wir bestätigen: "Die additive Fertigung war und wird auch weiterhin eine Startrampe für die Evolution der Medizin sein".
