Die 3D-Drucktechnologie revolutioniert den medizinischen Bereich.

Haben Sie schon einmal von 3D-Druck gehört? Vielleicht kennen Sie diese Technologie bereits von kleinen Spielzeugen, Haushaltsgegenständen oder Dekorationsartikeln. Doch Sie werden überrascht sein zu erfahren, dass 3D-Druck heute sogar Leben rettet und bahnbrechende Veränderungen in der Medizin ermöglicht. Was früher nur aus Science-Fiction-Filmen bekannt war, wird nun Realität. Sprechen wir also heute darüber, wie diese faszinierende Technologie unser Gesundheitswesen unterstützen kann.

Wie wird 3D-Druck in Krankenhäusern eingesetzt?

Stellen Sie sich vor, Sie unterziehen sich einer großen Operation zur Entfernung eines Nierentumors. Früher konnten Ärzte den genauen Zustand der Organe im Körper erst nach Beginn der Operation beurteilen. Doch das hat sich geändert.

Mithilfe moderner Technologie kann ein Arzt anhand einer CT- oder MRT-Aufnahme eines Patienten vor der Operation ein maßstabsgetreues 3D-Modell der Niere erstellen. Dieses Modell kann man in der Hand halten, wie eine Nachbildung der eigenen Niere.

Mithilfe dieses Modells kann der Arzt die Operation üben, bevor er sie tatsächlich durchführt. Er kann im Voraus planen, wo sich der Tumor befindet, wie die Blutgefäße verlaufen und wo der Schnitt für optimale Ergebnisse erfolgen muss. Welche Vorteile bietet das?

• Verkürzung der Operationszeit: Einige Studien haben gezeigt, dass die Verwendung eines 3D-Modells auf diese Weise die Operationszeit um etwa 1,5 bis 2,5 Stunden verkürzen kann.
• Geringere Blutungsneigung: Vorausschauende Planung reduziert unnötigen Blutverlust.
• Verkürzter Krankenhausaufenthalt: Bei erfolgreicher Operation kann sich der Patient schnell erholen und nach Hause gehen.

Prothetik

Prothesen sind eine große Hilfe für Menschen, die eine Gliedmaße verloren haben, sei es durch einen Unfall oder angeboren. Sie sind jedoch meist sehr teuer und lassen sich nur schwer individuell anpassen.

Die 3D-Drucktechnologie bietet hierfür eine optimale Lösung. Es ist nun möglich, künstliche Gliedmaßen herzustellen , die individuell angepasst, leicht und kostengünstig sind . Daher hat diese Technologie bereits vielen Menschen weltweit geholfen.

Es gibt beispielsweise die Freiwilligenorganisation „e-NABLE“. Ihre Designer, Ingenieure und Ärzte haben gemeinsam über 8.000 künstliche Gliedmaßen mithilfe von 3D-Druck hergestellt und diese kostenlos an Bedürftige weltweit verteilt. Das ist ein wirklich großartiger Dienst.

Implantate, die chirurgisch in den Körper eingesetzt werden

Manchmal, wenn Körperteile wie Knochen und Gelenke verschleißen oder durch einen Unfall beschädigt werden, führen wir eine Operation durch und setzen ein Teil aus Metall oder einem anderen Material an dessen Stelle ein. Diese Teile nennen wir Implantate. Sie werden häufig für Hüfte, Knie und Wirbelsäule verwendet.

Auch in diesem Bereich hat die 3D-Drucktechnologie Einzug gehalten. Implantate, die mittels 3D-Druck hergestellt werden, bieten gegenüber herkömmlich gefertigten Implantaten mehrere Vorteile.

3D-Druck zur Herstellung medizinischer Geräte!

Die 3D-Drucktechnologie wird mittlerweile zur Herstellung filigraner Instrumente wie Pinzetten und Klemmen für die Chirurgie eingesetzt. Einer der größten Vorteile ist, dass Ärzte, die ein bestimmtes Instrument verwenden und beispielsweise den Griff etwas anders gestalten möchten, sehr schnell ein neues Instrument mit dieser Änderung anfertigen lassen können.

Auch bei einem Mangel an medizinischer Ausrüstung in Notfällen ist dies eine gute Lösung. Das beste Beispiel dafür ist die Covid-19-Pandemie. Weltweit herrschte ein Mangel an Beatmungsgeräten . Damals entwickelte ein Team einer amerikanischen Universität mithilfe von 3D-Druck ein Beatmungsgerät zu sehr geringen Kosten, ohne Strom und in nur drei Stunden.

Wie wird die Zukunft dieser Technologie aussehen?

Was wir bisher sehen, ist schon erstaunlich, aber die Zukunft der 3D-Drucktechnologie steuert auf etwas noch Erstaunlicheres zu.

3D-Körpergewebe

Aktuell bestehen die von Ärzten verwendeten 3D-Modelle aus Kunststoff oder Gummi. Stellen Sie sich aber vor, wie viel einfacher es für einen Arzt wäre, Operationen zu üben, wenn er ein Modell hätte, das sich wie ein echtes Herz anfühlt und geschnitten und genäht werden kann?

Nun ist es Forschern gelungen, dieses Ziel zu erreichen. Kürzlich erstellte ein Forschungsteam ein 3D-Modell eines kompletten menschlichen Herzens aus Alginat , einem gelartigen Material, das echtem Herzgewebe ähnelt. Die größte Herausforderung bestand darin, dass das weiche Material beim Drucken aufgrund der Schwerkraft zusammenfallen würde. Die Forscher entwickelten daher eine spezielle Technik, die sogenannte „FRESH“-Technik.

Die Hoffnung für die Zukunft besteht darin, dass auf diese Weise geschaffene Organmodelle als Gerüst für das Wachstum menschlicher Zellen, die Reparatur beschädigter Organe und vielleicht sogar die Schaffung völlig neuer Organe genutzt werden können.

3D-Pillen

Heute bekommen wir alle die gleichen Tabletten, hergestellt nach demselben Verfahren und in derselben Dosierung. Doch jeder Körper ist anders. Deshalb entwickelt sich die Medizin immer mehr in Richtung personalisierter Medizin . Das heißt, Medikamente werden speziell auf jeden Patienten abgestimmt.

Dies lässt sich mithilfe des 3D-Drucks realisieren. Diese Technologie ermöglicht die Herstellung individueller Tabletten, indem sie alle Parameter – von der exakten Dosis für den Patienten über die Auflösungsgeschwindigkeit im Körper bis hin zur Form – anpasst. Das Medikament Spritam (Levetiracetam) zur Behandlung von Epilepsie wurde bereits auf diese Weise hergestellt und zugelassen.

Der einzige Nachteil dieser Methode ist die lange Herstellungszeit. Doch Forscher haben nun eine neue Methode entdeckt, mit der sich Pillen in nur 7 Sekunden mithilfe einer lichtempfindlichen Chemikalie herstellen lassen. Vielleicht können Sie in Zukunft sogar Ihre eigene Spezialpille mit dem Licht Ihres Smartphone-Bildschirms produzieren.

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