3D-Druck im Körper: Bald Realität in der Chirurgie?

Mehr als man denkt. Das Bioprinting hat in den letzten Jahren grosse Fortschritte gemacht, besonders bei der Herstellung zellhaltiger Strukturen wie Haut, Knochen oder Knorpel. An den Departmenten Biomedical Engineering und Biomedicine arbeiten wir intensiv an neuen «Biotinten» und hybriden Drucktechniken. Meine Forschungsgruppe fokussiert sich auf 3D-gedruckte Trägermaterialien, zum Beispiel für Knorpel- und Knochenersatz.

Wir nutzen 3D-Druck für anatomische Modelle, OP-Schablonen und vor allem für patientenspezifische Implantate. Ein Highlight war 2023, als wir das erste individuelle Schädeldachimplantat direkt am Point-of-Care, also im Spital, designt, 3D-gedruckt und erfolgreich implantiert haben. Es war europaweit einzigartig. 2025 folgte das erste patientenspezifische PEEK-Gesichtsimplantat, das wir ebenfalls im Haus geplant und gefertigt haben.

Klassische Implantate müssen oft während der Operation angepasst werden, was viel Zeit kostet, weniger präzise ist und bei komplexer Anatomie eine grosse Herausforderung darstellen kann. Mit 3D-Planung und 3D-Druck können wir die Implantate millimetergenau an die individuelle Anatomie anpassen. Das bedeutet kürzere OP-Zeiten, weniger Komplikationen und insgesamt bessere Ergebnisse, sowohl funktionell als auch ästhetisch.

Wir kombinieren mehrere Technologien: bildbasierte Planung, KI-gestützte Segmentierung, automatisiertes Design und den Druck von Hochleistungs-Polymeren sowie künftig auch Titan. Der gesamte Prozess ist vollständig digital.

3D-Modelle machen komplexe Eingriffe besser planbar – und im wörtlichen Sinne «begreifbar». Besonders bei kraniofazialen Fehlbildungen, Frakturen oder Tumoren erleichtert ein physisches Modell die Vorbereitung enorm, auch in interdisziplinären Fallbesprechungen.

Wir fertigen diese Modelle direkt im klinikinternen 3D-Labor anhand von CT- oder MRI-Daten. Dadurch können wir Schnitte, Resektionen oder Osteotomien exakt planen.

Der funktionale Ersatz grosser Organe wie Leber oder Niere ist derzeit noch ein langfristiges Ziel. Aber bei 'einfacheren' Geweben wie etwa Knorpel, Knochen, Gelenkstrukturen, Haut oder Schleimhaut, sehen wir realistische klinische Perspektiven. Auch für personalisierte Medikamententestung ist das spannend. Kurzfristig geht es um den Einsatz in der regenerativen Medizin und der rekonstruktiven Chirurgie – etwa bei komplexen Defekten.

Das ist ein faszinierender Ansatz. In-situ-Druckverfahren – also direkt im Körper – könnten minimalinvasive Eingriffe revolutionieren. Zum Beispiel bei tief liegenden Defekten oder schwer zugänglichem Gewebe, ohne dass eine klassische Operation nötig ist.

Ja. Im von der Werner Siemens-Stiftung geförderten Projekt MIRACLE II entwickeln wir gemeinsam mit internationalen Partnern ein robotergestütztes, endoskopbasiertes In-situ-Bioprinting-System. Ziel ist es, nach einer Gewebeabtragung, etwa im Gesichtsschädel oder bei Knorpeldefekten am Knie und Kieferbereich, Biomaterialien direkt im Körper präzise aufzubringen.

Wir befinden uns noch in der präklinischen Phase, aber das Potenzial ist enorm, vor allem, wenn man an eine Kombination von Diagnostik, Therapie und intraoperativer 3D-Sichtkontrolle denkt.