Möglichkeiten des 3D-Drucks in der Medizin
Der medizinische 3D-Druck nutzt im Wesentlichen dasselbe Verfahren wie der herkömmliche 3D-Druck, bei dem Objekte schichtweise aufgebaut werden. Dies eröffnet jedoch völlig neue Perspektiven im Gesundheitswesen, indem maßgeschneiderte Lösungen speziell auf die individuellen Bedürfnisse einzelner Patienten zugeschnitten werden können.
Ähnlich wie beim herkömmlichen 3D-Druck bietet Stratasys auch im medizinischen Bereich eine Vielzahl von Technologien an, darunter FDM, Polyjet, SAF und DAP-P3. Diese Druckverfahren sind speziell auf die Anforderungen des medizinischen Sektors ausgerichtet und ermöglichen auch die Verarbeitung von biokompatiblen Materialien.
Medizinische Anwendungen des 3D-Drucks
In der Medizin hat der 3D-Druck vielfältige Anwendungen.
Bereits jetzt werden weltweit exakte anatomische Modelle, Prototypen medizinischer Geräte und 3D-gedruckte Orthopädietechnik mit den Stratasys 3D-Druckern erstellt. Außerdem werden 3D-gedruckten Organnachbildungen verwendet, um präoperative Simulationen für Operationen zu ermöglichen.
Der medizinische 3D-Druck bietet eine Vielzahl von Vorteilen, darunter die Möglichkeit, komplexe geometrische Strukturen zu erstellen, Behandlungen zu personalisieren und die Patientenversorgung zu verbessern. Durch den Einsatz dieser Technologie können beispielsweise OP-Zeiten und Risiken reduziert, sowie Diagnose- und Behandlungsverfahren optimiert werden.
Schnelle Prototypenentwicklung und Produktion medizinischer Geräte
Die Prototypenherstellung in der Medizin mithilfe von 3D-Druck bietet eine innovative Möglichkeit, maßgeschneiderte Lösungen für verschiedene medizinische Anwendungen zu entwickeln.
Durch den Einsatz von 3D-Druck bei der Prototypenherstellung in der Medizin können medizinische Fachkräfte und Forscher schnell und kostengünstig hochpräzise Prototypen erstellen, die für eine Vielzahl von Anwendungen in Bereichen wie chirurgische Planung, medizinische Ausbildung und Geräteentwicklung unerlässlich sind.
Fallstudie: Schnelle Prototypenentwicklung bei Medtronic
Ein Beispiel ist die Fallstudie von Medtronic. Sie nutzen 3D-gedruckte Modelle, um innovative medizinische Geräte in kurzer Zeit zu entwickeln und zu testen.
Bessere Vorbereitung komplexer OPs
Das Vorbereiten von Operationen mithilfe von 3D-gedruckten Modellen ist eine fortschrittliche Methode, die es Chirurgen ermöglicht, sich gründlich auf komplexe chirurgische Eingriffe vorzubereiten. Die dabei in 3D gedruckten Modelle sind exakte Nachbildungen der Anatomie eines Patienten, die aus medizinischen Bildern wie CT-Scans oder MRTs erstellt werden. Die Scandaten werden dabei mit der Software Axial in 3D-druckbare Dateiformate umgewandelt. Diese Modelle können eine Vielzahl von Strukturen und Geweben darstellen, einschließlich Knochen, Organe und Blutgefäße.
Fallstudie: Komplexe vaskuläre Fälle besser vorbereiten
Im Kaleida Health’s Gates Vascular Institute und dem University at Buffalo’s Clinical and Translational Research Center (CTRC) werden 3D-gedruckte Modelle eingesetzt, um komplexe vaskuläre Fälle vorab zu simulieren und chirurgische Eingriffe präzise zu planen. Durch präzise Simulationen wird nicht nur die Effizienz, sondern auch die Sicherheit der Behandlung verbessert.
Ausbildung von Chirurgen mit 3D-gedruckten Modellen
3D-Druck kann auch in der Ausbildung angehender Ärzte Verwendung finden, indem er praxisnahe Erfahrungen bietet. Durch detaillierte und realistische Modelle können sie verschiedene medizinische Verfahren üben und ihre Fähigkeiten verbessern.
Fallstudie: Ausbildung von angehenden Ärzten mit 3D-Druck am Uniklinikum Mainz
Am Uniklinikum Mainz werden 3D-gedruckte Modelle verwendet, um angehenden Chirurgen praxisnahe Schulungen zu ermöglichen. Die Verwendung realistischer Modelle ermöglicht es ihnen, komplexe endovaskuläre Verfahren zu üben und ihre Fähigkeiten gezielt zu verbessern.
Optimierung medizinischer Verfahren mit 3D-gedruckten Jigs und Fixtures
Im Bereich der Medizin finden Jigs und Fixtures, die mithilfe von 3D-Drucktechnologien hergestellt werden, vielfältige Anwendungen. Zum Beispiel werden 3D-gedruckte Halterungen verwendet, um medizinische Instrumente während chirurgischer Eingriffe präzise zu positionieren und zu stabilisieren. Durch den Einsatz von 3D-gedruckten Jigs und Fixtures wird nicht nur die Effizienz medizinischer Verfahren verbessert, sondern auch die Genauigkeit und Sicherheit der Behandlung erhöht.
Fallstudie: Die Rolle von 3D-gedruckten Jigs und Fixtures bei Aakash
In der Aakash-Studie wurde der 3D-Druck ebenfalls für die Herstellung von Jigs und Fixtures genutzt, wodurch komplexe chirurgische Eingriffe vorbereitet und optimiert werden konnten. Durch die Anwendung von 3D-gedruckten Jigs und Fixtures wurden nicht nur die Operationszeiten verkürzt, sondern auch die Genauigkeit und Sicherheit der medizinischen Verfahren erhöht.
Die verschiedenen 3D-Drucktechnologien von Stratasys in der Medizin
FDM
FDM (Fused Deposition Modeling) wird in der Medizin häufig für die Herstellung chirurgischer Führungsvorrichtungen und Prototypen von medizinischen Geräten verwendet. Die Möglichkeit, robuste und kostengünstige Modelle mit einer breiten Palette von Materialien zu erstellen, macht FDM ideal für den Einsatz in der Produktentwicklung und für Halterungen sowie Bohrschablonen.
Polyjet
Mit der PolyJet-Technologie können vollfarbige Modellen mit feinen Details und glatten Oberflächen gedruckt werden. In der Medizin wird PolyJet für die Herstellung von exakten Nachbildungen anatomischer Modelle, Prothesen und kundenspezifischen medizinischen Geräten eingesetzt. Dank der Möglichkeit, mehrere Materialien gleichzeitig zu drucken, können komplexe Strukturen mit verschiedenen Härtegraden und Farben hergestellt werden.
SAF
SAF (Selective Absorption Fusion) zeichnet sich durch hohe Geschwindigkeit und Effizienz aus und eignet sich daher gut für die Serienproduktion von medizinischen Geräten und Komponenten. Typische Anwendungen in der Medizin sind die Herstellung von Endverbraucherprodukten wie Hörgerätegehäusen, individuellen medizinischen Instrumenten und Prototypen für medizinische Geräte.
P3-DAP
P3 DAP (P3 Digital Anatomy Printer) ist speziell für die Herstellung hochrealistischer anatomischer Modelle und medizinischer Ausbildungsmodelle konzipiert. Diese Technologie ermöglicht es, Gewebe, Knochen und andere anatomische Strukturen mit einer unerreichten Genauigkeit und Vielseitigkeit darzustellen. Medizinische Anwendungen umfassen die präoperative Planung, medizinische Ausbildung, Forschung und die Entwicklung von kundenspezifischen medizinischen Geräten.
Software für medizinische 3D-Drucker
Die GrabCAD Digital Anatomy Printer Software bieten fortschrittliche Möglichkeiten zur Erstellung hochrealistischer anatomischer Modelle für medizinische Zwecke. Diese Modelle können menschliches Gewebe, einschließlich Pathologie und visueller Anatomie, genau darstellen. Die Software bietet über 100 Voreinstellungen für verschiedene anatomische Strukturen, was eine Anpassung und präzise Modellierung ermöglicht. Sie ermöglicht auch die Erstellung von Modellen mit spezifischen mechanischen Eigenschaften und Visualisierungen, was die Forschung und medizinische Ausbildung verbessert. Die Software ist darauf ausgelegt, native Gewebe- und Knochenstrukturen nachzuahmen und bieten eine unübertroffene klinische Vielseitigkeit und Genauigkeit.
