Newsletter LoginMember werden
 

3D-Druckverfahren im OP


Zu den bedeutenden technologischen Errungenschaften für die medizinische Anwendung gehört der 3D-Druck. Aus der Implantationsmedizin ist die schnelle additive Fertigungsmethode nicht mehr wegzudenken. Auch in der OP-Planung und Vorbereitung, sowie für die Herstellung patientenspezifischer Werkzeuge spielen 3D-Drucker eine zunehmende Rolle.

3D-Drucker stellen aus verschiedenen Materialien in unterschiedlichen Verfahren dreidimensionale Werkstücke her. Welches Verfahren und welches Material zum Einsatz kommt, hängt vom angestrebten Nutzen und dem Einsatzbereich, sowie von der Auflösung des gedruckten Werkstücks ab. Als «Druckertinte» können Metalle, Kunststoffe und sogar Zellen verwendet werden. Die Vorteile des 3D-Druckens gegenüber anderen Herstellungsmethoden bestehen zum einen in der Geschwindigkeit der Fertigung von Einzelstücken sowie in der Dezentralität der Produktion. Ausserdem erlaubt das schichtweise Drucken eines Werkstückes Strukturen und Genauigkeiten, die mit anderen Herstellungsmethoden nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich sind.

Cascade: Eine grafische Benutzeroberfläche bietet dem operierenden Chirurgen eine umfassende Visualisierung der Eingriffsumgebung des Schlangenroboters. Fotonachweis: ZHAW

Ursprünglich dienten die 3D-Drucker der schnellen Herstellung von Prototypen. Längst jedoch werden die Geräte vielfältiger verwendet: Zur Einzelstückanfertigung, zur dezentralen Fertigung kleiner Serien, in Forschung und Entwicklung und in der Kunst. Sie haben die Privathaushalte, ja sogar die Kinderzimmer erreicht. Auch in der Medizin befinden sich die Geräte immer häufiger im Einsatz. Denn die medizinischen 3D-Drucker ermöglichen eine individuellere, schnellere, schonendere und schlussendlich auch kostengünstigere Behandlung von Patienten.

Medizinischer 3D-Druck
Spektakulär sind die Fälle, in denen der medizinische 3D-Druck es in die Schlagzeilen schafft: Anfang 2016 wurde einem Patienten erstmals ein Halswirbel aus einem 3D-Drucker transplantiert, einer thailändischen Patientinein Mittelhandknochen aus Titan. Drei Kinder mit einer schweren Erkrankung der Luftröhre erhielten ein sich selbst auflösendes Implantat, das ihre Luftröhre am Kollabieren hindert, einen sogenannten Luftröhrensplint. Bei einem vierzehnjährigen Mädchen wurde ein solcher 3D gedruckter Luftröhrensplint sogar für den Dauereinsatz erfolgreich eingesetzt.

Vom virtuellen Körpermodell zum realen Artefakt: Kunststoffmodelle aus dem 3D Drucker für die Operationsvorbereitung. Fotonachweis: ZHAW

«Ich bin der Ansicht, dass bald – wohl in den nächsten fünf Jahren – viele Krankenhäuser und Versorgungszentren eigene Produkte für ihre Patienten drucken werden und nicht mehr auf Standardprodukte zurückgreifen», erklärte Dr. Scott Hollister, Professor für Biomedizinische Technik an der Universität von Michigan, laut 3D-Druck.com über die Rolle der additiven Fertigung in der Medizin. Neben der Herstellung von bisher nicht oder nur mit sehr grossem Zeit- und Kostenaufwand möglichen patientenspezifischen Implantaten findet die additive Fertigung ausserdem Anwendung in der Produktion von patientenspezifischem Einwegmaterial, welches bei der Operation verwendet wird, sowie von Geräten, die individuell an die Geometrie eines Patienten angepasst werden müssen. Ein weiteres grosses Anwendungsgebiet des medizinischen 3D-Drucks ist die OP-Vorbereitung. Bei besonders schwierigen Operationen bereiten sich immer mehr Chirurgen mit individuellen Modellen des Patientenorgans auf eine Operation vor. Gerade in der Neurochirurgie, wo es um hochpräzises Arbeiten in stark beengten Platzverhältnissen geht, ist dieses Vorgehen hilfreich.

3D-Modelle mit physikalischen Eigenschaften
Um das physische Modell eines Organs zu drucken, wird zunächst ein virtuelles 3D-Modell benötigt. 3D-Visualisierungen können auf Grundlage von bildgebenden Verfahren wie Computertomographie und Magnetresonanztomographie erstellt werden. Wenn die funktionellen-mechanischen Eigenschaften nicht berücksichtigt werden müssen, reichen diese Modelle als Vorlage für den 3D-Drucker aus. Doch nicht selten sind die Eigenschaften des Gewebes eines Körperteils von entscheidender Bedeutung. An der ZHAW School of Engineering entwickelt ein interdisziplinäres Forschungsteam derzeit eine Methode, visuelle 3D-Modelle um funktionale Eigenschaften wie Festigkeit, Elastizität und Beweglichkeit basierend auf FEM (Finite Elemente Methode) zu ergänzen.

Visualisierung des Sitem-Insel in Bern: Hier werden künftig neue Erkenntnisse und Produkte aus industrieller Entwicklung und Grundlagenforschung in die klinische Anwendung überführt. Fotonachweis: sitem-insel AG

Der Einsatzbereich dieser virtuellen Körpermodelle ist breit. Zum einen lassen sich mit ihnen nun reale Artefakte mittels 3D-Druck herstellen, beispielsweise individuell dimensionierte Implantate oder physische Modelle von Körperteilen für die Operationsvorbereitung. Ausserdem kann die Methode auch zur Ausbildung von angehenden Ärzten eingesetzt werden. Ein Spin-off der ETHZ und der ZHAW, die Firma Virtamed, verwendet diese Simulationsmodelle, um in ihren Virtual-Reality-Simulatoren angehende Ärzte ausserhalb des OPs und ohne eine Gefährdung für Patienten für chirurgische Eingriffe zu trainieren – ein «Flugsimulator» für Ärzte, sozusagen.

Ausblick
Auf dem Areal des Inselspitals in Bern entsteht das Swiss Institute for Translational and Entrepreneurial Medicine (Sitem), in dem künftig Erkenntnisse aus Forschung und Industrie in medizinische Anwendungen «übersetzt» werden – daher der Name des Institutes. Unter anderem werden dort Forscher auch daran arbeiten, mit Hilfe des 3D-Drucks eine Versorgung von Patienten mit individualisierten Gelenken oder massgeschneiderten Zähnen zu entwickeln. Das Sitem-Insel wird bei diesem Vorhaben auch eng mit anderen Forschungsinstituten zusammenarbeiten. Die Berufung eines Professors für medizinische Anwendung des 3D-Printings ist ebenfalls geplant.

Derweil schreitet auch die Grundlagenforschung weiter voran, um immer bessere und genauere 3D-Drucke zu ermöglichen. Forscher an der ETH entwickelten jüngst ein neues Mikro-3D-Verfahren, mit dem sich feinste Strukturen sogar mit Überhängen drucken lassen – ganz ohne umständliche Schablonen. Die Strukturen aus Kupfer und anderen Metallen bewegen sich im Nanometerbereich und ermöglichen die Herstellung von Mikrowerkzeugen für minimalinvasive chirurgische Eingriffe.

Heike Henzmann

Quellenverzeichnis
(1) http://www.t-online.de/lifestyle/gesundheit/id_77050676/mann-lebt-mit-halswirbel-aus-dem-3-D-drucker.html ,zuletzt abgerufen am 24.04.2016
(2) http://www.3-D-grenzenlos.de/magazin/forschung/titanprothese-aus-dem-3-Ddrucker-27153803.html, zuletzt abgerufen am 24.04.2016
(3) http://www.progressth.org/2016/01/3-D-printing-titanium-prosthesis-saves.html#more, zuletzt abgerufen am 24.04.2016
(4) https://3-Druck.com/medizin/3-D-gedrucktes-implantat-fuer-luftroehre-rettet-leben-3533896/, zuletzt abgerufen am 24.04.2016
(5) ETHZ News, «Kupferabscheidungen für winzige 3-D-Objekte», Fabio Bergamin, 20.01.2016, https://www.ethz.ch/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2016/01/kupferabscheidung-fuer-winzige-3-D-objekte.html, zuletzt abgerufen am 24.04.2016
(6) «Der virtuelle Körper als 3-D-Simulationsmodell», ITforHealth www.itforhealth.ch, Prof. Dr. Bernd Heinlein, Dr. Philipp Ackermann
(7) www.virtamed.ch
(8) http://www.bernerzeitung.ch/region/kanton-bern/Forschenfuer-Gelenke-aus-dem-3DDrucker/story/18216981



Best Partner für Kliniken, Spitäler und Heime 2 / 2016

EVENTS

LOPEC

International führende Fachmesse mit Kongress für gedruckte Elektronik

Datum: 24.-26. Februar 2026

Ort: München (D)

Vital Nutrients Symposium Women’s and Men’s Health 2026

Expertinnen und Experten beleuchten dabei vielfältige Aspekte geschlechterspezifischer Gesundheit – von hormoneller Balance und Kinderwunsch über Menopause und Andropause bis hin zu mentaler Balance und Stressresistenz.

Datum: 4.-5. März 2026

Ort: Fulda (D)

Ostschweizer Food Forum

Fachveranstaltung für die Ernährungswirtschaft in der Ostschweiz

Datum: 5. März 2026

Ort: Weinfelden (CH)

ZHAW-IFM Day

Fachtagung über aktuelle Themen und Herausforderungen im Facility Management (FM)

Datum: 6. März 2026

Ort: Wädenswil (CH)

INTERNORGA

Leitmesse für Hotellerie, Gastronomie, Bäckereien und Konditoreien

Datum: 13.-17. März 2026

Ort: Hamburg (D)

Pro Wein

Internationale Fachmesse für Weine und Spirituosen

Datum: 15.-17. März 2026

Ort: Düsseldorf (D)

FutureHealth Basel

Konferenz für die Zukunft des Gesundheitswesens in der Schweiz

Datum: 19. März 2026

Ort: Basel (CH)

Gastia

Ostschweizer Branchentreffpunkt der Gastronomie und Hotellerie

Datum: 22.-24. März 2026

Ort: St.Gallen (CH)

LogiMat

Internationale Fachmesse für Intralogistik

Datum: 24.-26. März 2026

Ort: Stuttgart (D)

HR Festival Europe

Messe für HR-Professionals in der Schweiz

Datum: 24.-25. März 2026

Ort: Zürich (CH)

analytica

Weltleitmesse für Labortechnik, Analytik, Biotechnologie und analytica conference

Datum: 24.-27. März 2026

Ort: München (D)

Trendtage Gesundheit Luzern

Veranstaltung für aktuelle Trends und Perspektiven im Gesundheitswesen

Datum: 25.-26. März 2026

Ort: Luzern (CH)

Schoggifestival

Festival für nachhaltige und faire Schokoladenproduktion

Datum: 29. März 2026

Ort: Zürich (CH)

LogiPharma 4.0

Veranstaltung für die Pharmalogistik und die Lieferketten in der Pharmaindustrie

Datum: 14.-16. April 2026

Ort: Wien (CH)

Hannover Messe

International Messe für alle Technologien rund um die industrielle Transformation

Datum: 20.-24. April 2026

Ort: Hannover (D)

Techtextil

Internationale Leitmesse für technische Textilien und Vliesstoffe

Datum: 21.-24. April 2026

Ort: Frankfurt am Main (D)

Altenpflegemesse

Leitmesse für die Pflegewirtschaft

Datum: 21.-23. April 2026

Ort: Essen (D)

DMEA

Europas führende Messe für Digital Health

Datum: 21.-23. April 2026

Ort: Berlin (D)

Lebensmitteltag

Führende Schweizer Fachtagung für die Lebensmittelbranche

Datum: 23. April 2026

Ort: Luzern (CH)

Swiss Biotech Day

Internationale Konferenz für die Biotechnologiebranche

Datum: 4.-5. Mai 2026

Ort: Basel (CH)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 4.-7. Mai 2026

Ort: München (D)

PFLEGE PLUS

Fachmesse für den Pflegemarkt

Datum: 5.-7. Mai 2026

Ort: Stuttgart (D)

London Lab Live

Fachmesse und Konferenz für die Zukunft von Laboren

Datum: 6.-7. Mai 2026

Ort: London (GB)

SBK Kongress

Kongress vom Berufsverband der diplomierten Pflegefachpersonen der Schweiz

Datum: 27.-28. Mai 2026

Ort: Bern (CH)

interpack

Internationale Fachmesse für die Verpackungsindustrie und die zugehörige Prozessindustrie

Datum: 7.-13. Mai 2026

Ort: Düsseldorf (D)

TUTTOFOOD

Internationale Fachmesse für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Datum: 11.-14. Mai 2026

Ort: Mailand (I)

INDEX

Weltweit führende internationale Fachmesse für die Vliesstoffindustrie

Datum: 19.-22. Mai 2026

Ort: Genf (CH)

PLMA die Welt der Handelsmarken

Internationale Fachmesse für Produkte wie Frisch-, Kühl- und TK-Lebensmittel, Getränke und haltbare Lebensmittel sowie Non-Food-Kategorien wie Kosmetika, Gesundheits- und Schönheitsartikel sowie Haushalts- und Küchenprodukte.

Datum: 19.-20. Mai 2026

Ort: Amsterdam (NL)

ArbeitsSicherheit Schweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 20.-21. Mai 2026

Ort: Zürich (CH)

Start-Up Days

Schweizer Konferenz und Netzwerkplattform für Startups, Investoren, KMUs und Unternehmen

Datum: 21. Mai 2026

Ort: Bern (CH)

HealthEXPO

Messe für die neuesten Entwicklungen und Trends in der Gesundheitsbranche

Datum: 30. Mai 2026

Ort: Basel (CH)

Careum Pflegesymposium

Plattform für den Wissensaustausch in der Pflegewelt

Datum: 9. Juni 2026

Ort: Aarau (CH)

Swissmem Industrietag

Konferenz für die Berufsbildung in der Schweizer Tech-Industrie

Datum: 23. Juni 2026

Ort: Bern (CH)

Swiss Medtech Day

Konferenz der Schweizer Medizintechnikindustrie

Datum: 10. Juni 2026

Ort: Bern (CH)

EPHJ-EPMT-SMT

Internationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

Datum: 10.-12. Juni 2026

Ort: Genf (CH)

Vorsorge-Symposium

Fachmesse 2. Säule sowie ein Vorsorge-Symposium

Datum: 10.-11. Juni 2026

Ort: Zürich (CH)

MedTec Summit

Kongress mit technologie- und marktrelevante Themen aus der Medizintechnik- und Gesundheitsbranche

Datum: 15.-18. Juni 2026

Ort: Berlin (D)

E-Healthcare Circle

Konferenz und Plattform für die digitalen Transformation des Gesundheitswesens

Datum: 15.-16. Juni 2026

Ort: Zürich (CH)

MedtecLIVE with T4M

Fachmesse für die gesamte Wertschöpfungskette der Medizintechnik

Datum: 5.-7. Juni 2026

Ort: Stuttgart (D)

GS1 Excellence Days

Konferenz für Innovationen und Lösungen im Bereich der Standardisierung, Identifikation und Geschäftsprozesse

Datum: 18. Juni 2026

Ort: Bern (CH)

Blezinger Healthcare

Fachkonferenz - Das Pflegeheim der Zukunft

Datum: 25.-26. Juni 2026

Ort: Hasliberg (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 26.-27. August 2026

Ort: Zürich (CH)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 26.-27. August 2026

Ort: Zürich (CH)

Swiss Green Economy Symposium

Konferenz zum Thema Wirtschaft und Nachhaltigkeit in der Schweiz

Datum: 2.-4. September 2026

Ort: Winterthur (CH)

Immohealthcare

Konferenz zum Thema Spitalbau und Betrieb

Datum: 9. September 2026

Ort: Basel (CH)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 23.-24. September 2026

Ort: Basel (CH)

Careum Führungstagung

Fachveranstaltung zu aktuellen Themen und Trends in Management, Führung und Leadership

Datum: 15. September 2026

Ort: Olten (CH)

Ilmac Lausanne

Fachmesse und Branchentreff für die Chemie- und Life-Science-Industrie in der Westschweiz

Datum: 23.-24. September 2026

Ort: Lausanne (CH)

SWISS SVG-Trophy

Schweizermeisterschaft der Spital-, Heim-, Gemeinschafts- und Systemgastronomie

Datum: 19. September 2026

Ort: Rothenburg (CH)

POWTECH

Internationale Fachmesse für Technologien zur Verarbeitung von Pulvern, Feststoffen und Flüssigkeiten

Datum: 29. September -1.Oktober 2026

Ort: Nürnberg (D)

Rehacare

Internationale Fachmesse für Rehabilitation, Prävention, Inklusion und Pflege

Datum: 23.-26. September 2026

Ort: Düsseldorf (D)

HR-Forum HealthCare

Austausch über aktuelle Herausforderungen und Entwicklungen im Personalmanagement im Gesundheitsbereich

Datum: Oktober 2026

Ort: Zürich (CH)

Chillventa

Weltleitmesse der Kältetechnik

Datum: 13.-15. Oktober 2026

Ort: Nürnberg (D)

SIAL

Internationale Fachmesse für die Lebensmittelindustrie

Datum: 17.-21. Oktober 2026

Ort: Paris (F)

ZAGG

Fachmesse für die Gastronomie- und Hotelleriebranche

Datum: 18.-21. Oktober 2026

Ort: Luzern (CH)

IFAS

Internationale Fachmesse für den Schweizer Gesundheitssektor

Datum: 20.-22. Oktober 2026

Ort: Zürich (CH)

Kommunikations-Summit

Fachveranstaltung, die sich auf die neuesten Trends, Herausforderungen und Best Practices im Bereich Kommunikation im Gesundheitswesen

Datum: 29. Oktober 2026

Ort: Zürich (CH)

St. Galler Demenz-Kongress

Fachveranstaltung, die sich mit dem Thema Demenz auseinandersetzt

Datum: 11. November 2026

Ort: St.Gallen (CH)

Swiss AgeTech Konferenz

Fachveranstaltung für innovative Technologien für ältere Menschen

Datum: 12. November 2026

Ort: Zürich (CH)

Compamed

Internationale Leitmesse für den medizintechnischen Zuliefererbereich

Datum: 16.-19. November 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Medica

Internationale Fachmesse für Medizintechnik, Medizinprodukte, Elektromedizin, Labortechnik und Diagnostika

Datum: 16.-19. November 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Swiss Nurse Leaders

Kongress im Bereich Leadership und Management in der Pflege

Datum: 20. November 2026

Ort: Bern (CH)

AUTOMA+

Kongress für die Pharmaindustrie mit Konzentration auf die digitale Transformation und Automatisierung

Datum: 16.-17. November 2026

Ort: Zürich (CH)

ALL4PACK EMBALLAGE

Leitmesse für die Verpackungs- und Intralogistikbranche

Datum: 24.-26. November 2026

Ort: Paris (F)

Swiss Abilities

Fachmesse zur Förderung eines selbstbestimmten Lebens, Gleichstellung und Teilhabe von Menschen mit Behinderung

Datum: 12.-13. März 2027

Ort: Luzern (CH)

Anuga FoodTec

Internationale Zuliefermesse für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Datum: 23.-26. März 2027

Ort: Köln (D)

Control

Internationale Fachmesse für Qualitätssicherung

Datum: 11.-14. Mai 2027

Ort: Stuttgart (D)

LABVOLUTION

Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflow.

Datum: Mai 2027

Ort: Hannover (D)

Achema

Weltleitmesse für Prozessindustrie

Datum: 14.-18. Juni 2027

Ort: Frankfurt am Main (D)

Automatica

Weltleitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 22.-25. Juni 2027

Ort: München (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse und Kongressfür Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 22.-25. Juni 2027

Ort: München (D)

Swiss Medtech Expo

Fachmesse für die Schweizer Medizintechnik

Datum: September 2027

Ort: Luzern (CH)

CMS Berlin

Internationale Leitmesse für Reinigung und Hygiene

Datum: 21.-24. September 2027

Ort: Berlin (D)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 21.-23. September 2027

Ort: Nürnberg (D)

Anuga

Weltweite Ernährungsmesse für Handel und Gastronomie/Ausser-Haus-Markt

Datum: 9.-13. Oktober 2027

Ort: Köln (D)

LOUPE Europe

Fachmesse für die Etiketten-, flexible Verpackungs- und Faltschachtelindustrie, die sich auf Drucktechnologien, Materialien und Produktionslösungen

Datum: 5.-8. Oktober 2027

Ort: Barcelona (ESP)

A + A

Weltleitmesse für sicheres und gesundes Arbeiten

Datum: 19.-22. Okotber 2027

Ort: Düsseldorf (D)

transport-CH

Schweizer Fachmesse für Nutzfahrzeuge und Automobil-Werkstattbedarf

Datum: 10.-13. November 2027

Ort: Bern (CH)

Pumps & Valves

Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse

Datum: 1.-2. Dezember 2027

Ort: Zürich (CH)

drupa

Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 9.-17. Mai 2028

Ort: Düsseldorf (D)

Texcare International

Weltweit führende Fachmesse für die Textilpflegebranche

Datum: 8.-11. November 2028

Ort: Frankfurt am Main (D)

Bezugsquellenverzeichnis

Suchen Sie nach Kontaktadressen aus dem Bezugsquellenverzeichnis