3D-Druck in der Medizin auf dem Vormarsch

Das Basler Unispital hat einem Patienten eine künstliche Schädelplatte implantiert, die aus dem spitaleigenen 3D-Drucker gekommen war.

Und jüngst sorgt die erste vollständige Augentransplantation mit 3D-Drucktechnologie weltweit für Aufsehene. Am NYU Langone Health Hospital in New York wurden dazu unter anderem die medizinische Geräten gedruckt, so dass diese perfekt auf den Spender und den Patienten zugeschnitten waren. Dadurch konnte die Operation nicht nur schneller, sondern auch präziser durchgeführt werden.

Die medizinische Hochschule Hannover wiederum hat erstmals einer Patientin ein per 3D-Druck gefertigtes Ohr-Implantat mit Medikamentenfreisetzung eingesetzt.

Solche Beispiele zeigen: Es tut sich einiges in der medizinischen Anwendung des 3D-Drucks.

Grundsätzlich lässt sich mit 3D-Druckern alles Mögliche schnell und massgeschneidert herstellen; so Implantate, chirurgische Schnittblöcke und sogar Zellen.

Eine Vorreiterrolle für den 3D-Druck im Schweizer Spitalalltag nimmt das Universitätsspital Basel (USB) ein. Dort haben der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurg Florian Thieringer und der Radiologe Philipp Brantner vor knapp zehn Jahren das «3-D Print Lab» gegründet. «Sehr viele Objekte, die wir täglich herstellen, sind anatomische Anschauungsmodelle für die Operationsplanung», sagte Florian Thieringer gegenüber der «Schweizerischen Ärztezeitung». Basierend auf den radiologischen Bilddaten eines Patienten würden exakte Kopien ihrer Anatomie entstehen.

Zudem werden am USB patientenspezifisch geformte Implantate aus dem 3D-Drucker eingesetzt. «In der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie ist ihr Einsatz inzwischen etabliert», so Thieringer.

Auch die Universitätsklinik Balgrist setzt schon seit mehreren Jahren auf 3D-Druck – hier vor allem zur Unterstützung der Behandlung und Korrektur von Knochen-Fehlstellungen. Eine zweite wichtige Anwendung des 3D-Drucks am Balgrist ist die Eingriffsplanung mittels dreidimensionaler anatomischer Modelle.

Die medizinische Fachkompetenz ersetzen können die Hilfsmittel aber nicht. «Es braucht ein Zusammenspiel von Chirurginnen und Technikern», sagt Bastian Sigrist, stellvertretender Leiter des Zentrums für 3D-OP-Planung und 3D-Druck am Balgrist gegenüber der SAEZ.

Die Weiterentwicklung der Technik ist auch am Universitätsspital Basel ein grosses Thema. Florian Thieringers nächstes Ziel ist es, neben Schädeldachimplantaten auch Implantate für die Gesichtsrekonstruktion und für die Wirbelsäule im Haus zu drucken.

Zudem denkt Thieringer bereits über neue Materialien nach: «Wir möchten künftig auch Titan für die Herstellung von Implantaten am Spital einsetzen.» Und spannend seien resorbierbare Materialien – also solche, die sich beispielsweise nach dem Zusammenwachsen eines Knochens im Körper auflösen und eine Folgeoperation zur Entfernung des Implantats überflüssig machen könnten.

Für den 3D-Druck eignen sich sogar lebende Zellen, wie das sogenannte Bioprinting zeigt. Dabei wird eine Mischung aus lebenden Zellen und einem Biomaterial wie etwa Gelatine gedruckt. Mit bestimmten Techniken bringen Wissenschaftler dieses Vorgewebe dann dazu, zu einem Gewebe heranzureifen. Diese Technik steckt allerdings noch in der Forschungsphase.