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3D-Druck in der Medizin und Medizintechnik
Die additive Fertigung entwickelt sich stetig weiter. Wurde sie zu Beginn vor allem für die Herstellung von Prototypen genutzt, ist die Qualität der Technologie inzwischen so weit vorangeschritten, dass sie den hohen Standards der Medizintechnik gerecht wird. Die wachsende Auswahl an verwendbaren Materialien eröffnet immer neue Möglichkeiten für den 3D Druck in der Medizin. Komplexe Produkte wie Hörgeräte und chirurgische Instrumente aus dem 3D-Drucker gehören inzwischen zum medizinischen Alltag. Innere und äußere Prothesen können passgenau auf den Patienten abgestimmt, OP-Werkzeuge individuell für konkrete Anwendungen designt und in kürzester Zeit auf Basis von 3D-Daten hergestellt werden.
Ein weiterer entscheidender Mehrwert, den additive Fertigungsverfahren der Medizin bieten, ist die Herstellung von originalgetreuen Organmodellen, an denen angehende Ärzte komplexe Eingriffe üben und ausgebildete Mediziner ihre nächste OP vorab besser planen können. Mit der Condor MedTec GmbH, die für den 3D-Druck von medizinischen Produkten zertifiziert ist, bedient der PROTIQ Marketplace jetzt auch die Medizintechnik und damit ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet des Additive Manufacturing.
Vorteile der additiven Fertigung für die Medizin
- Herstellung individueller Hilfsmittel für Operationen und postoperative Therapien
- Fertigung von passgenauen Implantaten, Prothesen, chirurgischen Instrumenten u. a.
- Fertigung von originalgetreuen Übungsmodellen bspw. von Organen
- Kurze Fertigungszeiten
- Vielzahl verwendbarer Materialien
Anwendungsbeispiele für additive Fertigung in der Medizintechnik
Additiv gefertigte Cutting Guides
Wenn eine Entzündung, ein Tumor oder ein Unfall dazu führt, dass Teile des Kiefers entfernt werden müssen, können diese mit körpereigenem Material rekonstruiert werden: Aus einem Wadenbein lässt sich zum Beispiel ein Kiefer nachformen. Das ist Präzisionsarbeit, denn der Knochen muss in kleine Teile zerlegt und dann im richtigen Winkel U-förmig wieder zusammengesetzt werden. Dabei können 3D-gedruckte OP-Schablonen helfen. Um die Cutting Guides herzustellen, wird zunächst ein 3D-Datensatz benötigt: das Spezialgebiet von Inzipio. Inzipio entwickelt medizinische Software zur digitalen Operationsplanung. Die Software des Aachener Unternehmens nutzt CT-Daten, um mit Hilfe von künstlicher Intelligenz ein digitales 3D-Modell für die OP-Planung zu berechnen. Die so digital generierten Schnittschablonen können innerhalb kürzester Zeit im 3D-Druck produziert werden.
Extensionsschuh aus dem 3D-Drucker
Die Condor MedTec GmbH hat einen Extensionsschuh aus dem 3D-Drucker auf den Markt gebracht: den RotexShoe®. Das Produkt kommt bei chirurgischen und traumatologischen Eingriffen zum Einsatz, um den Fuß oder das Bein des Patienten richtig zu positionieren und vor allem zu stabilisieren. Das neue Modell von Condor wird durch das 3D-Druckverfahren Lasersintern aus Polyamid (Kunststoff) hergestellt und besteht aus einer Fußschale sowie Zahnriemen und praktischen Single-use-Polstern, die Hygienerisiken minimieren. Der additiv gefertigte Schuh wird vielen Anforderungen gerecht: Er hält einer Zugkraft von 80 Kilogramm stand, weist eine gleichbleibende Qualität während des Fertigungsprozesses auf und ist hinsichtlich seiner Festigkeit mit spritzgegossenen Bauteilen vergleichbar. Ein entscheidender Punkt war zudem die Biokompatibilität. Biokompatibel ist ein medizinisches Produkt dann, wenn es definitiv keinen negativen Einfluss auf den menschlichen Organismus hat. Mit dem RotexShoe® hat die Condor MedTec GmbH mittels 3D-Druck einen Extensionsschuh aus Polyamid gefertigt, der all diese Kriterien erfüllt.
Höchste Ansprüche an Qualität und Sicherheit
Für den Einsatz in medizintechnischen Anwendungen müssen additiv gefertigte Produkte besonders hohe Standards erfüllen. Unverträgliche Materialien oder Mängel an der Verarbeitung können verheerende Auswirkungen haben, da die Gesundheit von Patienten unmittelbar auf dem Spiel steht. Die Norm EN ISO 13485:2016 regelt die Anforderungen an das Qualitätsmanagement für Medizinprodukte. Sie fokussiert sich insbesondere auf die Aspekte Sicherheit und Wirksamkeit. Der PROTIQ-Partner Condor, Spezialist für Herstellung und Vertrieb von Medizinprodukten, verfügt über diese ISO-Zertifizierung und garantiert damit, dass seine mittels 3D-Druck hergestellten Produkte den hohen Standards der Medizintechnik entsprechen.
Vorteile des Materials Polyamid für die medizinische Anwendung:
- hohe Festigkeit
- gute Chemikalienbeständigkeit
- große Langzeitstabilität
- gute Detailtreue und Trennschärfenauflösung
- vielfältige Nachbehandlungsmöglichkeiten
Die Zukunft der additiven Fertigung in der Medizin
Schon jetzt werden Hilfsmittel wie der RotexShoe® sowie Implantate und Prothesen im 3D-Druck hergestellt, die passgenau auf einen Patienten oder einen Einsatzzweck zugeschnitten sind. Das ist der erste Schritt, Fehlfunktionen und Mängel im menschlichen Körper mittels additiver Fertigung auszugleichen. Derzeit werden diese Teile noch aus künstlichen Materialien hergestellt, viele Medizintechniker denken aber bereits weiter. Sie haben das Drucken von implantierbaren Organen aus menschlichen Stammzellen im Visier. Das sogenannte Bioprinting steckt noch in den Kinderschuhen, doch vor dem Hintergrund der rasanten Technologie- und Materialentwicklung für den 3D-Druck könnte das Verfahren irgendwann tatsächlich den Bedarf an Spenderorganen für lebensrettende Transplantationen senken oder komplett decken. Bis dahin muss die Forschung noch viele Fragen klären. Eine der wichtigsten ist, wie sichergestellt werden kann, dass das verwendete Zellmaterial im Körper nicht entartet.
3D-Druck für die Medizintechnik auf dem PROTIQ Marketplace
Die 1997 gegründete Condor MedTec GmbH und das Schwesterunternehmen Condor Custom Solutions GmbH & Co. KG mit Sitz in Salzkotten, produzieren und vertreiben ISO-zertifizierte Produkte für die medizintechnische Anwendung – seit 2018 auch mittels 3D-Druck. Das Portfolio umfasst Geräte wie Wund-Spreizer, Instrumentenhalter und Lagerungshilfen. Mit Condor als zertifiziertem Anbieter für additiv gefertigte Produkte, die für den Einsatz in der Medizintechnik geeignet sind, wird das Spektrum des PROTIQ Marketplace um ein weiteres Anwendungsgebiet des Additive Manufacturing erweitert.
