| von Tino Böhler

Die Orthopädie muss sich einer zentralen Herausforderung stellen: Jeder menschliche Körper ist anders. Trotzdem soll ein Implantat im Idealfall perfekt sitzen, schnell vom Körper angenommen werden und damit langfristig die Lebensqualität für den Patienten erhöhen. Wo es um individuelle Patientengeschichten geht, greifen standardisierte Orthopädielösungen jedoch häufig zu kurz. Auf der anderen Seite ist der Kostendruck hoch, verbunden mit dem Zwang, schnell auf spezifische oder sich ändernde Anforderungen reagieren zu können. EOS bietet der Orthopädie bei der Herstellung von Implantaten eine Reihe Additiver Fertigungsverfahren, da diese schneller und billiger die gewünschten Produkte liefern.

Tumorerkrankungen, Infektionen oder schwere Frakturen können die operative Entfernung von Knochen und den Einsatz von Implantaten notwendig machen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Schicht- und Oberflächentechnik IST haben in Zusammenarbeit mit europäischen Partnern ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Knochenimplantate aus einem speziellen Kunststoff mittels 3D-Druck äußerst passgenau, stabil und variabel herstellen lassen. Der Clou: Während des Druckprozesses werden die einzelnen Schichten mit einem kalten Plasmastrahl behandelt, um das Anwachsen von knochenbildenden Zellen an der Oberfläche zu unterstützen.

Planbar, präzise, zuverlässig: Materialise, Anbieter von 3D-Druck-Softwarelösungen und –Dienstleistungen, ist spezialisiert auf patientenspezifische Implantate. Mit umfangreicher Erfahrung in computergestütztem Design (CAD) und dank der neuer 3D-Technologien können patientenspezifische Implantate erstellt werden, die auf den individuellen anatomischen Daten des Patienten und Vorgaben des Operateurs basieren.

Mit 3D-Druck zehnmal so schnell zu neuen Zähnen

Wenn die Anatomie eines Patienten nur begrenzt aus Magnetic Resonance Imaging, Röntgenaufnahmen oder CT-Scans in 2D bekannt ist, wird es Szenarien geben, die nicht vorhersehbar sind. Wenn die Dinge nicht wie geplant verlaufen, steigen Dauer und Kosten des Eingriffs und die Genesungszeit des Patienten wird möglicherweise ebenfalls verlängert.

Hier können 3D-Drucklösungen von Stratasys Ärzte bei der optimalen Vorbereitung ihrer Eingriffe unterstützen, sodass mit großer Effizienz und Sicherheit operiert werden kann. Bereits heute setzt eine wachsende Zahl an Dentallaboren digitale Zahntechnik ein. Durch die Eingliederung von 3D-Drucktechnologie in die Geschäftsstrategie können diese Labore die Bauteilfertigung bei gleichzeitiger Verbesserung der Qualität und Präzision beschleunigen.

Zahnersatz wie Brücken, Kronen oder Prothesen konventionell herzustellen, ist aufwendig und dauert lange. Bei der manuellen Variante stellt der Zahntechniker die Teile im Gussverfahren her. Wendet er ein digitales Verfahren an, konstruiert er ein 3D-Modell am Computer und fertigt es anschließend mit der Fräsmaschine. „Gegenüber beiden Verfahren ist der 3D-Druck deutlich schneller“, sagt Reinhard Sroka, der bei Trumpf als Branchenmanager den Bereich Dental verantwortet.

Nachdem das 3D-Modell erstellt ist, fertigt die Anlage die Teile auf einer Plattform. Anschließend verleiht ihnen die Fräsmaschine den Feinschliff. Das Multilaser-Prinzip der TruPrint 1000 sorgt dafür, dass die Anlage mindestens 80 Zähne in weniger als drei Stunden auf einer Plattform aufbaut. „Pro Stück sind das rund drei Minuten. Damit ist der 3D-Druck mehr als zehnmal so schnell wie die konventionelle Methode“, sagt Sroka. Außerdem sei die Qualität beim 3D-Druck höher, weil die Anlage dentale Strukturen besser abbilden kann.

Bioprinting oder: Der Mensch aus dem 3D-Drucker

Auch das renommierte Zukunftsinstitut hat sich dem 3D-Druck und hier besonders dem Bioprinting gewidmet. In diesem Kontext stellen sich die Autoren eines Beitrags etwa die Frage, „kann man Essen, Häuser oder menschliche Organe einfach ausdrucken? Was sich zunächst nach einer Idee aus einem Science-Fiction-Roman anhört, ist schon längst Realität geworden.“ In den Niederlanden entstehe gerade das sogenannte Canal House, das erste komplett gedruckte Haus, und das Bremerhavener Unternehmen Biozoon experimentiere mit 3D-gedruckten Nahrungsmitteln.

„Wird die Zukunft so aussehen, dass in den 3D-gedruckten Häusern 3D-gedruckte Menschen wohnen, die 3D-gedrucktes Essen verzehren?“, so die Autoren. Ganz so vielleicht nicht, aber in der Medizintechnik schreibt der 3D-Druck heute schon eine Erfolgsgeschichte: Ob Zahnersatz, Herzklappen, Kiefergelenke, Knorpel- und Knochenelemente, Hautflächen oder sogar ganze Ersatz-Organe kommen schon oder sollen künftig aus dem 3D-Drucker kommen.