Wie 3D-Druck die Medizin revolutioniert

Die additive Fertigung findet sich mittlerweile übergreifend in gar endlos vielen Bereichen! Auch in der Medizin hat sie ihren Fuß gefasst . Wenn du dich mit 3D-Druck im medizinischen Bereich noch nicht so auskennst, haben wir hier mal die größten Felder für dich zusammengefasst!

🦷 Das Thema Prothetik hatten wir vor einigen Wochen aufgegriffen: In der Zahntechnik ist es bereits ein etabliertes Verfahren auf die Bedürfnisse der Patient:innen zugeschnittene Kunststoffprothesen mittels 3D-Drucktechnologie herzustellen. Auch die Chirurgie nutzt additive Fertigung für individuelle Knochenimplantate aus Kunststoff und auf die Anforderungen der Behandlung angefertigte Werkzeuge.

📊 Mittels 3D-Scan und -Druck können Zeit, Aufwand, Messfehler und Kosten reduziert werden. Durch die Nutzung von lokalen 3D-Druckern nach Bedarf wird die Produktion von Materialien dezentralisiert und Lieferketten werden eingespart. Zugute kommt das alles nicht nur den Patient:innen, sondern auch den ausführenden Ärzt:innen.

💡 Durch 3D-gedruckte anatomisch-korrekte Modelle können auch Medizin-Studierende komplexe geometrische Strukturen besser begreifen und an ihnen lernen. Chirurg:innen haben die Möglichkeit mittels angepasster 3D-gedruckter Modelle komplizierte Operationen vorher zu üben und zu verstehen.

🤯 Richtig verrückt: Wusstest du schon, dass bereits Tabletten mit 3D-Druckern hergestellt werden? Ihr Material setzt sich unter anderem aus bioresorbierbaren Polymeren zusammen, welche vom Körper abgebaut werden. Die Pharmaindustrie tut sich im großen Stil noch mit der Serienproduktion etwas schwer, da die Produktion 3D-gedruckter Tabletten deutlich länger dauert als bei dem herkömmlichen Press-Verfahren. Außerdem gab es in Deutschland bislang noch keine Zulassung einer 3D-Druck-Tablette.
Die Wahrscheinlichkeit liegt aber hoch, dass Tabletten in absehbarer Zeit auch in Deutschland als 3D-gedruckte Modelle auf den Markt kommen. Ihre Vorteile liegen insbesondere in den vereinfachten Personalisierungsoptionen von Größe und Zusammensetzung bei Individualfällen und der hohen Kontrolle ihrer Freisetzungskinetik, also wann sich welcher Stoff der Tablette im Körper löst. So können Erkrankungen, wie beispielsweise Arthrose, gezielter medikamentös behandelt werden.

Aktuell läuft an der Technischen Hochschule Mittelhessen das Projekt „3DIM“, welches zielbezogen Wissen und Technologie in der Wirtschaft zum Thema „3D-Druck in der individualisierten Medizin“ Unternehmen in der Region Mittelhessen allgemein anwendbar machen soll. Ziele sind die Impulssetzung und Förderung innovativer Verfahren in der Medizin- und Pharmabranche der Region. Auch hier wurde an dem 3D-Druck-Verfahren individuell-angepasster Pharmazeutika geforscht.

Falls du denkst, das reicht jetzt mit medizinischen Bereichen im 3D-Druck: Sorry. Einen haben wir noch. Denn neben Prothetik, Werkzeugen, Operationssimulationen und Medikamenten gibt es noch einen Bereich, der sogar einen eigens definierten Begriff hat – das so genannte „Bioprinting“.

🫀 Bioprinting ist eine teilweise noch sehr labile Technologie, auch wenn sie bereits sehr vielversprechende Ergebnisse erbracht hat. Für den allgemeinen Einsatz bedürfen Bioprinting-Verfahren allerdings noch weiterer Forschung. Grundsätzlich geht es bei dieser Art von 3D-Druck um das Drucken menschlichen oder tierischen lebensfähigen Zellgewebes. Ziel soll hierbei irgendwann einmal sein, dass wir Organe, wie Herz, Niere oder Lunge nachbilden und durch kompatible Stammzellen Menschen implantieren können. Somit müssten viele Betroffene nicht mehr auf Spenderorgane hoffen und es könnten viele Leben gerettet werden. Außerdem wird beim Bioprinting auch viel Hoffnung in die Krebsforschung gesetzt, da somit Krebszellen in vitro gezüchtet und deren Entwicklung besser nachvollzogen werden können.

Man merkt, Bioprinting ist ein sehr komplexes Thema. Ethisch kann man darüber ähnlich lange diskutieren wie über andere kritische Verfahren in der Medizin. Dürfen wir menschliche Körperteile einfach so ausdrucken und wo führt das hin? Über das Thema gibt es unzählig viele interessante Forschungsartikel und weil es so relevant für unsere Zukunft sein wird, möchten wir Bioprinting noch einmal in einem extra Beitrag mit dir teilen!

Wir hoffen, dass wir dir das Thema 3D-Druck in der Medizin etwas näher beleuchten konnten.

Solltest du noch keine Erfahrungen mit 3D-Druck haben, dein Interesse aber geweckt sein, besuche uns doch mal ganz unverbindlich im Makerspace Gießen und wir erzählen dir mehr!
Buche dir einfach einen Termin über unser Programm. Wir freuen uns auf dich!

Quellen:

Plugmann, Philipp und Plugmann, Julia (2020) Digitale Medizin: Kompendium für Studium und Praxis, Kapitel 14, s. 215-2017, Berlin, Medizinisch Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft

https://www.3d-grenzenlos.de/magazin/thema/medizin-3d-drucker/, abgerufen 23.09.2021

https://www.mission-additive.de/3d-gedruckte-tablette-setzt-gesteuert-wirkstoff-frei-a-1001911/, abgerufen 23.09.2021

https://www.mission-additive.de/hilfsangebote-der-3d-druck-branche-in-bezug-auf-corona-a-919509/, abgerufen 23.09.2021

Stark, Alexander (2020), https://www.mission-additive.de/medikamente-aus-dem-3d-drucker-a-899432/, abgerufen 23.09.2021

Mende, Annette (2016), https://www.pharmazeutische-zeitung.de/ausgabe-252016/tabletten-drucken-statt-pressen/, abgerufen 23.09.2021