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Geräte Individuelle chirurgische Behandlung durch 3D-Druck

Autor / Redakteur: Lars Brouwers* / Julia Engelke

3D-Drucker arbeiten zunehmend präziser und wirtschaftlicher, neuere Modelle ermöglichen die Fertigung immer komplexerer Designs. Die zusätzliche Nutzung anderer digitaler Technologien kann das Potenzial von 3D-Druck in der Medizintechnik vervielfachen.

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Mit dem 3D-Drucker von Ultimaker können patientenspezifische Modelle und Formen sowie Implantate und Prothesen gedruckt werden.
Mit dem 3D-Drucker von Ultimaker können patientenspezifische Modelle und Formen sowie Implantate und Prothesen gedruckt werden.
(Bild: Ultimaker)

Neuere 3D-Drucker-Modelle ermöglichen die Fertigung immer komplexerer Designs. Dazu zählen patientenspezifische Referenzmodelle auf Basis bildgebender Verfahren. Mit ihrer Hilfe können Chirurgen Eingriffe besser vorbereiten sowie ihren Patienten Erkrankung und Therapie besser veranschaulichen.

Das wirkt sich positiv auf die Patientenzufriedenheit aus. Denn die 3D-Modelle helfen, dem Patienten ein besseres Verständnis für die Erkrankung und die Arbeit der Mediziner zu vermitteln. Patienten fassen so leichter Vertrauen in vorgeschlagene Therapien; die Beziehung zwischen Arzt und Patient profitiert insgesamt.

Für verschiedene Anwendungsfälle kommen unterschiedliche Geräte und Materialien zum Einsatz. So eignen sich Ultimaker 3 und S5-3D-Drucker für die Herstellung der patientenspezifischen Modelle, die aus PLA (Polylactid, das im 3D-Druck am häufigsten verwendete Material) gefertigt werden. Diese Drucker sind einfach zu bedienen und liefern zuverlässig hochwertige Druckergebnisse. Anatomische Formen werden von Form Labs – SLA-Druckern – aus Harz gefertigt.

Neben patientenspezifischen Modellen und Formen kommen auch Implantate und Prothesen aus 3D-Druckern. In Sierra Leone, wo viele Menschen durch angeborene Fehlbildungen, Verletzungen oder Kriegsgewalt ihre Hände verloren haben, werden seit 2017 Prothesen ebenfalls auf Ultimaker 2+- bzw. S5-Geräten produziert. Für diese Prothesen kommt hochfestes PLA zum Einsatz. Das Filament ist einfach zu verarbeiten, ungiftig, hitzeresistent und biologisch abbaubar. Diese Eigenschaften prädestinieren es für den Einsatz im Gesundheitsbereich.

Medizinischer und wirtschaftlicher Nutzen muss belegt werden

Qualitäts-, Preis- und Zeitvorteile des 3D-Drucks nehmen gegenüber traditionelleren Verfahren stetig zu. 3D-Druck trägt so dazu bei, die Qualität der Gesundheitsversorgung zu erhöhen und kann langfristig Kosten einsparen, da er präzisere und individuellere Behandlungen ermöglicht.

Damit Krankenkassen die Kostenübernahme für den Modellierungsprozess genehmigen, muss Forschung allerdings neben dem medizinischen Nutzen auch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens belegen. Vor dem großflächigen Einsatz der Technologie im Gesundheitswesen steht deshalb die gründliche Erforschung und Validierung inklusive einer Kosten-Nutzen-Rechnung.

Nutzung mit anderen Technologien vervielfacht das Potenzial von 3D-Druck

Das Potenzial von 3D-Druck in der Medizintechnik ist enorm. Weitere Verbesserungen der Technologie werden dazu beitragen, ihn sowohl aus gesundheitlicher als auch aus wirtschaftlicher Sicht für diesen Bereich noch attraktiver zu machen. Dazu zählen die Beschleunigung der Druckgeschwindigkeit und die zusätzliche Nutzung anderer digitaler Technologien.

Besonders vielversprechend ist dabei der gleichzeitige Einsatz von 3D-Druck und Augmented Reality (AR). Denn ein einmal gedrucktes Modell ist statisch, es passt sich nicht dynamisch an die Veränderungen an, die sich etwa aus der Fixierung einer Fraktur ergeben. Mit Hilfe von AR-Software können Mediziner holografische Projektionen über das Modell legen, um Veränderungen zu visualisieren und die weitere Behandlung auf dieser Basis zu planen. Für die bestmöglichen Ergebnisse müssen 3D-Druck und AR in der Medizintechnik gemeinsam eingesetzt werden.

Weitere Artikel über Auftragsfertigung und Fertigungseinrichtungen finden Sie in unserem Themenkanal Fertigung.

* Der Autor: Lars Brouwers ist angehender Traumachirurg am Elisabeth Tweesteden-Krankenhaus in Tilburg (Niederlande) und forscht zu den Möglichkeiten des Einsatzes von 3D-Druck sowie Augmented Reality (AR) bei der Behandlung komplexer Frakturen.

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