Zukunft der Medizin: Organe aus dem 3D-Drucker

10. April 2013, 15:50
25 Postings

3D-Druck eröffnet neue Wege in Behandlung und Ausbildung

Die Möglichkeiten von 3D-Druckern gehen weit darüber hinaus, was man sich üblicherweise darunter vorstellt. Die Geräte lassen sich längst nicht nur zum Nachdrücken von Handyabdeckungen oder anderen Gebrauchsgegenständen verwenden. Sie könnten künftig auch in der Medizin eine große Rolle einnehmen.

Die Ärzte eines japanischen Spitals mussten sich kürzlich mit der Frage auseinandersetzen, wie man die Leber eines Spenders zuschneiden muss, um sie erfolgreich dem Empfänger, dessen Kind, einzusetzen, bietet dessen Körper doch zu wenig Raum für das vollständige Organ des Erwachsenen.

Die Lösung war ein dreidimensionaler Nachbau des Organs, an welchem getestet werden konnte, bis eine Lösung gefunden wurde, berichtet das Wall Street Journal.

Bioprinting

3D-Druck an sich ist freilich nichts neues mehr. Prototypen für Schmuck, Elektronik oder Autoteile kommen schon länger aus den Maschinen, die plastische Modelle Schicht für Schicht zusammensetzen. Im medizinischen Bereich wird jedoch weiter gedacht.

Die Stammzellenforschung könnte es einmal ermöglichen, mit Zellmaterial zu drucken und so direkt implantierbare, lebende und personalisierte "Ersatzteile" zu erzeugen. Eine Technologie, die sich "Bioprinting" nennt und noch in den Kinderschuhen steckt. Bis dorthin wird noch einige Zeit vergehen, auch weil viele ethische Fragen – etwa hinsichtlich der Stammzellengewinnung aus Embryonen – noch längst nicht ausdiskutiert sind.

Mehr als Bilder

Rapid Prototyping, eine seit drei Jahrzehnten existierende Technologie, fasst aber auch heute bereits Fuß in den ersten Krankenhäusern. Möglich machen das die rasanten Fortschritte in der Entwicklung sowie der stetige Preisverfall.

Transparente Modelle aus Acrylharz, angefertigt aus den Aufnahmen von Computertomographien, ermöglichen es Chirurgen schon jetzt, den internen Aufbau der Organe eines Patienten zu verstehen, Operationen besser zu planen und dabei genau zu wissen, wo wichtige Blutgefäße verlaufen oder ein zu entfernender Tumor sitzt.

Fortschritte in der Materialtechnik ermöglichen gar das Training an solchen Kunstorganen. Polyvinylalkohol hilft etwa dabei, Lebern zu drucken, die in Konsistenz und Textur der organischen Vorlage sehr nahe kommen und beim Schneiden mit einem Operationsmesser ein realistisches Gefühl vermitteln.

Hindernis Kosten

"Heute ist die medizinische Verwendung von [3D-]-Druckern noch experimentell, aber wir sehen immer mehr Anwendungsmöglichkeiten", schildert David Reis, Chef von Stratasys, einem der Druckerhersteller. Allerdings kosten Geräte mit entsprechender Kapazität zwischen 250.000 und einer halben Million Dollar, was insbesondere für kleinere Kliniken eine Hürde darstellt.

Hinzu gesellt sich die Tatsache, dass die meisten Ärzte die Geräte und Modelling-Programme selber nicht bedienen können. Also müssen Techniker engagiert werden, die damit vertraut sind. An der Universitätsklinik in Kobe erledigt dies das Unternehmen Fasotec. Sie erhalten die Aufträge aus dem Spital und produzieren die 3D-Modelle. Der Druck innerer Organe ist laut den Verantwortlichen noch eine Seltenheit. Was bereits öfters vorkommt, ist die Erstellung einfacher 3D-Abbilder von Knochen.

Im Dental Implant & Macillofacial Venter in Hong Kong werden seit ein paar Jahren die Kiefer von Patienten nachgedruckt, um Eingriffe vorzubereiten. Zusätzlich erstellt man auch Schablonen, damit die operierenden Ärzte genau wissen, wo welches Implantat genau eingesetzt werden muss.

Umbruch

Der Chirurg Maki Sugimoto sieht großes Potenzial im sich anbahnenden Fortschritt. Junge Chirurgen könnten künftig an realistischen Organkopien üben, bevor sie an einem echten Körper Hand anlegen. Das wiederum trägt zur Behandlungsqualität und Sicherheit der Patienten bei. "Der potenzielle Impact ist mindestens so groß, wie der Umbruch von Festnetztelefonen zu Handys", so Sugimoto abschließend. (red, derStandard.at, 10.04.2013)

  • Das Modell einer Leber aus dem 3D-Drucker.
    foto: maki sugimoto

    Das Modell einer Leber aus dem 3D-Drucker.

Share if you care.