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Medizinische 3D-Druckanwendungen: Alles, was Sie wissen müssen
Gepostet Von Lucie Gaget am Sep 23, 2019 | Keine Kommentare
Chirurgen, Studenten und Zahnärzte wussten Sie, dass der 3D-Druck zu einer der wichtigsten Innovationen der Medizinbranche wird? Als 3D-Druckservice stoßen wir regelmäßig auf neue medizinische Projekte, die im 3D-Druck mit Kunststoff, Harz oder Metall entwickelt werden. Der 3D-Druck in der Medizin erleichtert die tägliche Arbeit aller Fachkräfte aus dem medizinischen Bereich und ermöglicht ihnen, jeden Tag mehr Leben zu retten. Lassen Sie uns einen detaillierten Blick auf die Auswirkungen des 3D-Drucks auf die medizinische Industrie werfen, von der Erstellung medizinischer Werkzeuge bis hin zu maßgeschneiderten Prothesen.
Arbeiten Sie im medizinischen Bereich? Wir denken auch über Ihr Projekt nach: Was sind die genauen Vorteile des 3D-Drucks für Ihr Projekt? Finden Sie es heraus!
Medizinische 3D-Drucksoftware
Vorteile von 3D-Drucksoftware
Wenn Sie bereit sind, die 3D-Drucktechnologie zu verwenden, müssen Sie zunächst Folgendes tun: Beginnen Sie mit der Auswahl einer 3D-Modellierungssoftware. Um die additive Fertigung nutzen zu können, müssen Sie ein 3D-Modell des Objekts erstellen, das Sie drucken möchten. Ob Prothese, Implantat oder Werkzeug ihr Projekt muss eine dreidimensionale Darstellung haben, bevor es gedruckt werden kann.
Der Einsatz von 3D-Software ist voller Vorteile. In der Tat bietet es Ihnen die Möglichkeit, Ihr Projekt von Grund auf neu zu gestalten und ein Gerät so zu erstellen, dass es genau Ihren Anforderungen entspricht. Darüber hinaus unterstützt Sie die Verwendung von Modellierungssoftwares bei Ihrem Prototyping-Prozess.
Sie können Ihr 3D-Modell jederzeit ändern. Wenn Sie Ihr Projekt weiterentwickeln, ist das Erstellen schneller Iterationen mit 3D-Software und 3D-Druck ein großer Vorteil und hilft Ihnen, Zeit und Geld zu sparen.
Source: http://www.ablesw.com/3d-doctor/tutor.html
Wie wähle ich das richtige medizinische 3D-Programm aus?
Wenn Sie ein medizinisches 3D-Modellierungsprogramm verwenden, können Sie auf einfache Weise neue Dinge ausprobieren. Wenn Sie mit Ihrem Projekt beginnen, müssen Sie allerdings einige Punkte beachten.
Erstens gibt es verschiedene 3D-Modellierungssoftwares für die medizinische Industrie. Um das Beste aus dem 3D-Druckverfahren herauszuholen, müssen Sie die Richtige auswählen. Diese hängt individuell von Ihrem Projekt ab. Müssen Sie 3D drucken? Oder benötigen Sie eine bessere und praktischere Visualisierung? Vielleicht beides? Sie müssen sich die richtigen Fragen stellen, bevor Sie Ihre Wahl treffen.
Source: Thingiverse
Zweitens müssen Sie vor der Verwendung einer 3D-Modellierungssoftware das Format der zu importierenden Datei überprüfen. Dies ist eine wichtige Grundvoraussetzung für medizinische 3D-Druck-Anwendungen. Tatsächlich liegen medizinische Bildgebungsscans die meiste Zeit in einem DICOM-Format vor, das nicht von regulärer Modellierungssoftware unterstützt wird. Dies bedeutet jedoch nicht, dass Sie keine Standardmodellierungssoftware für Ihre medizinische Anwendung verwenden können. Sie müssen nur berücksichtigen, dass Sie eine Softwarelösung benötigen, mit der Sie das Format zuerst ändern können! Das 3D-Scannen ermöglicht auch medizinische Anwendungen, sodass tragbare 3D-Scanner bald in allen Krankenhäusern zum Einsatz kommen werden.
Erstellen Sie Tools, die genau Ihren Anforderungen entsprechen
Der 3D-Druck in der Medizin wird in vielerlei Hinsicht immer hilfreicher. Zum Beispiel können wir sehen, dass immer mehr Kunden unseres Online-3D-Druckdienstes maßgeschneiderte medizinische Werkzeuge bestellen, die vollständig an ihre Arbeit und an ihre spezifischen Bedürfnisse angepasst sind. In der Tat ist der 3D-Druck besonders hilfreich, wenn es um Werkzeuge geht. Er ermöglicht die Herstellung eines oder gleich mehrerer Geräte.
Marc Soubeyrand ist ein Chirurg, der unseren Druckservice nutzt, um seine eigenen Werkzeuge und Prothesen zu erstellen. Durch Kompilieren der medizinischen Bildgebung des Patienten (in diesem Fall aus CT-Scans), können diese in eine richtige 3D-Datei umgewandelt werden. Die 3D-gedruckten Teile werden dann verwendet, um den Chirurgen während der Operation zu führen und sicherzustellen, dass die Implantate perfekt positioniert sind. Diese chirurgischen Anleitungen sind dann perfekt auf die vom Arzt durchgeführte Operation abgestimmt. Er ist besser vorbereitet und effizienter und kann sich zu 100% auf den Patienten konzentrieren.
Ancillary tool 3D printed by Sculpteo for an orthopedic surgery
Maßgeschneiderte Implantate und Prothesen
3D gedruckte Prothetik
Maßanfertigungen können verwendet werden, um Werkzeuge zu erstellen, aber nicht nur. Mit dem 3D-Druck lassen sich perfekt angepasste Modelle wie 3D-gedruckte Gipsabdrücke oder sogar 3D-gedruckte Prothesen und Implantate für jeden Patienten herstellen. Additive Fertigung bietet inzwischen die Möglichkeit, Hände, Arme und Beine zu schaffen, um Amputationspatienten ein normales Leben zu ermöglichen.
leg prosthetics – https://www.behance.net/gallery/20696469/Exo-Prosthetic-Leg
Aber warum ist diese Technologie ein besserer Weg, um Prothesen herzustellen als der herkömmliche? Wie Sie vielleicht wissen, ist eine Prothese teuer und nicht unbedingt individuell an den Patienten angepasst. Eine 3D-gedruckte Prothese ist kostengünstiger und kann dank 3D-Scanning und 3D-Modellierung vollständig an die Morphologie der Patienten, ihre Gewohnheiten und ihre Behinderung angepasst werden.
Video einer 3D-gedruckten Handprothese:
Starten Sie den 3D-Druck für Ihre Prothesenprojekte! Noch beeindruckender ist, dass es einigen Forschern gelungen ist, eine 3D-gedruckte künstliche Hornhaut herzustellen. 3D gedruckte Augen sind heute gar nicht mehr so weit weg von der Realität.
3D-Druck hilft bei der Rekonstruktion von Körpern
Die additive Fertigung rettet Leben und kann bei der Knochenrekonstruktion helfen. Die Technologie ermöglicht, maßgeschneiderte Produkte herzustellen, die für jeden Patientenkörper individualisiert werden können. Darüber hinaus bietet die additive Fertigung sogar neue Möglichkeiten für die Kieferrekonstruktion!
www.bbc.com/news/technology-16907104
In den Niederlanden hatte eine 83-jährige Frau eine Kieferrekonstruktion dank 3D-Druck. Ihr 3D-gedruckter Kieferknochen wurde mit Titanpulver und einer biokeramischen Beschichtung hergestellt. Dem Kieferknochen wurde eine spezielle Zahnbrücke hinzugefügt, um der Patientin neue Zähne zu implantieren. Aufgrund ihres Alters entschieden sich die Ärzte für diese Methode, da sie weniger riskant als das herkömmliche Verfahren sei!
3D-gedruckte Knie werden auch zu einer Behandlungsoption. Tatsächlich wurden zwei verschiedene Dinge getestet: 3D-gedruckter synthetischer Knorpel für den Knieersatz und 3D-Druck für die Neuausrichtung des Knies.
In Bezug auf die Herstellung von Knorpel hatten Wissenschaftler in den USA an der Duke University in North Carolina die Idee, ein Material herzustellen, das dem menschlichen Knorpel entspricht. Ziel war es, etwas zu schaffen, das nahezu die gleichen Eigenschaften aufweist: eine gewisse Festigkeit, gute Elastizität und Stoßdämpfung. Dies wurde ermöglicht, indem zwei Arten von Hydrogelen und etwas Ton gemischt wurden, um es druckbar zu machen.
Unternehmen wie Conformis, die Knieimplantate mit 3D-Druck herstellen, forschen auch an der Weiterentwicklung der 3D-Druck-Technologie, die es ermöglichen soll Implantate mithilfe eines CT-Scans für jeden Patienten erstellen zu können. Conformis-Knieimplantate werden durch 3D-Druck ermöglicht und machen das Beste aus den Maßschneiderungsmöglichkeiten. Auf diese Weise respektiert das Knieimplantat die Morphologie und die Bedürfnisse des Patienten vollständig.
https://www.healthtechevent.com/health-care/global-knee-implant-market-revolutionised-conformis-3d-printed-knee-replacements/
3D-Druck zur Brustrekonstruktion
Das Unternehmen, Mat(t)isse, und Ärzte der CHU Lille haben eine neue Methode entwickelt, die Frauen zugutekommt, die eine Brustprothese benötigen. Anstatt Silikonimplantate zu verwenden, benutzten Mat(t)isse und die drei Ärzte andere Brustrekonstruktionstechniken: die Fettübertragungstechnik oder das Lipofilling.
Das Problem bei dieser Methode ist jedoch, dass wenn Sie zu viel Fett in den Brustbereich injizieren, dieses mit der Zeit vom Körper absorbiert werden kann und die Patientin sich einem weiteren chirurgischen Eingriff unterziehen muss.
Um zu verhindern, dass das Fett vom Körper aufgenommen wird, haben sie eine 3D-gedruckte Schale mit Spitzenform entwickelt. Diese Prothese ist vollständig biologisch absorbierbar, was bedeutet, dass sie wie Stiche vom Körper aufgenommen wird. Die Rekonstruktion ist natürlich, die Prothese kann individuell angepasst werden und die Patientin muss die Operation nicht wiederholen.
Organe für den 3D-Druck
Der Anwendungsbereich für 3D-Druck im medizinischen Bereich ist größer als die reine Knochenrekonstruktion. Das zeigt eine deutliche Verbesserung des 3D-Organdrucks. Tatsächlich hat diese 3D-Technologie auch gezeigt, dass es möglich ist, Geräte zu drucken, die genau wie unsere lebenden Organe funktionieren. Es könnte eine echte Lösung werden, um dem Mangel an Organspendern zu begegnen!
Vor kurzem wurde von Jordan Miller, Assistenzprofessor für Bioingenieurwesen an der Brown School of Engineering, und seinem Team der erste Proof of Concept für eine 3D-gedruckte Lunge entwickelt.
Das 3D-Druckverfahren, mit dem dieser herausragende Proof of Concept erstellt wird, ist das Stereolithographie-Gerät für das Gewebe Engineering. Bei diesem Bioprint-Verfahren wird Licht für einen digitalen Projektor verwendet, um Hydrogele Schicht für Schicht zu erzeugen.
Hier ist ein Video der funktionsfähigen 3D-gedruckten Lunge:
Dieses neue Gerät imitiert und repliziert ein echtes menschliches Organ. Es ist tatsächlich ein vielversprechendes Projekt, das eine neue großartige Entwicklung in Bezug auf die Organspende ankündigt.
Ein ähnlicher Erfolg konnte mit dem Druck eines künstlichen 3D-gedrucktem Herz erzielt werden. Wissenschaftler der ETH Zürich in der Schweiz haben ein künstliches Herz geschaffen, das eine halbe Stunde wie ein echtes Herz schlagen kann. Dieses weiche künstliche Herz, das ein transplantierbares und weiches Material verwendet, ist bereits ein großer Erfolg. Diese Innovation wird sicherlich im kommenden Jahr weiter verbessert und könnte eine wichtige Alternative für Patienten werden, die auf ein neues Herz warten.
Dental 3D-Druck: Digitalisierung der Dentalbranche
Der 3D-Druck wirkt sich auch auf die Dentalindustrie aus, da er zeitaufwendige Prozesse vermeidet und Geld spart. Die Vorteile von 3D-Druckern sind zahlreich.
In den letzten Jahren bot die additive Fertigung brandneue Möglichkeiten, von 3D-gedruckten Zahnspangen bis zu 3D-gedruckten Prothesen und Kronen. Alles ist in 3D druckbar! Diese Technologie ermöglicht es nun, Implantate schneller zu produzieren, indem der gesamte Formungsprozess umgangen wird. Der Zahnarzt kann alle Schritte selbst ausführen und wertvolle Zeit für sich und seine Patienten sparen.
Medizinische Modelle, die Chirurgen beim Training helfen
Chirurgen mit 3D-Druck ausbilden… Wie geht das? Es passiert schon heute immer häufiger. Durch die Verwendung von CT-Scans wissen wir, dass Ärzte jetzt 3D-Software verwenden können, um eine bessere Visualisierung zu erhalten. Dies ermöglicht einige Simulationen durchzuführen, die vor der Operation trainiert werden sollen. Dank der additiven Fertigung ist es möglich, noch weiter zu gehen und echte anatomische Modelle in der Hand zu halten!
Einige Chirurgen verwenden CT-Scans, um 3D-Modelle zu erstellen und diese auszudrucken, um das Herz, die Wirbelsäule oder ein anderes Körperteil des Patienten besser zu verstehen. Auf diese Weise erhalten Sie einen besseren Überblick über das Problem und können die tatsächliche Operation trainieren.
Es ist besonders nützlich für komplexe Operationen. In der Tat bestätigen einige Chirurgen dank dieses Prozesses, dass sie die Operationszeit verkürzen können, weil sie genau wissen, wie sie vorgehen müssen! Sie sind effizienter und patientenschonender.
Axial3D
Genau das passierte im Belfast City Hospital in Nordirland, als ein medizinisches Team beschloss, eine Niere in 3D zu drucken. William Fenton, der Vater der kleinen Patientin Pauline Fenton, war für die Nierenentnahme geeignet, da er jedoch nicht die gleiche Blutgruppe hatte, wurde die Operation komplizierter.
Sie entschieden sich für den 3D-Druck einer Nachbildung der Niere des Spenders, um die komplexe vollständige Exzision zu proben. Gesten im OP müssen sehr präzise sein, um effizient und patientenschonend vollzogen zu werden. Mit dieser Technik bereiteten die Chirurgen die gesamte Operation unter Berücksichtigung aller möglichen Komplikationen vor.
Vom Zahnarzt bis zum Orthopäden: Diese Spitzentechnologie kann auf jeden Fall weiterhelfen.
Die 3D-gedruckten Modelle können auch verwendet werden, um Schüler zu schulen oder dem Patienten das Problem zu erklären! Auf diese Weise kann der Patient besser verstehen, was tatsächlich vor sich geht und wie die Ärzte probieren das Problem zu lösen.
http://www.3ders.org/articles/20180518-surgeons-use-3d-printing-for-two-year-olds-life-saving-complex-kidney-transplant.html
Forscher, die 3D gedruckte medizinische Geräte entwickeln
Die additive Fertigung hilft auch dabei, neue Lösungen zu entwickeln und neue medizinische Innovationen zu testen. Immer mehr Forscher interessieren sich für die 3D-Drucktechnologie. Die Technologie macht es einfacher, Iterationen durchzuführen als beispielsweise beim Spritzgießen.
Es war noch nie simpler, neue Dinge zu niedrigeren Kosten zu testen. Und in der Medizinindustrie gibt es noch viel Verbesserungspotenzial! Neue Materialien und Geräte werden von Forscherteams ständig weiterentwickelt.
Von 3D-gedruckten Schwämmen über die Heilung von Krebs bis hin zu Anpassungshilfen für Patienten mit Arthritis wird die additive Fertigung zu einer echten Revolution im medizinischen Bereich.
Der Fortschritt des Bioprintings: Was sind die Vorteile?
Wussten Sie, dass der 3D-Druck von Geweben und Organen tatsächlich möglich ist? Dies nennt man Bioprinting. Aber wie funktioniert es?
Der Prozess des Bioprintings ist nicht so schnell wie der 3D-Druck: Beim Bioprinting werden Bio-Tinten verwendet, ein Material, das die Anhaftung und Vermehrung lebender Zellen ermöglicht. Die Reifung ist Teil des Bioprint-Prozesses, da Zellen wachsen und sich vermehren müssen, was nicht ad-hoc möglich ist. Bio-Tinten sind Hydrogel-Biomaterialien, die die Zelle bei der Herstellung ihrer eigenen natürlichen extrazellulären Matrix unterstützen.
Tatsächlich wurde kürzlich das erste 3D-gedruckte Herz mit menschlichem Gewebe erzeugt. Wie ist dies möglich, könnten Sie fragen … Zunächst muss eine Biopsie des Fettgewebes des Patienten durchgeführt werden. Die Probe wurde dann in zelluläre und azelluläre Masse getrennt. Im nächsten Schritt wurden die Zellen neu programmiert, um als pluripotente Stammzellen zu fungieren. Diese Zellen wurden mit anderen Biomaterialien wie Kollagen gemischt, um Bio-Tinte herzustellen. Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Bio-Tinte selbst eine herausragende Innovation ist, da sie das Risiko der Abstoßung von Organen ausschließt. Das Herz wurde anschließend 3D gedruckt.
Sehen Sie sich dieses kurze Video des 3D-Druckprozesses an:
Es gibt noch einiges zu verbessern, aktuell ist das 3D-gedruckte Herz mit menschlichem Gewebe für einen Erwachsenen zu klein. Aber wir können bereits absehen, dass wir am Beginn einer echten medizinischen Revolution stehen.
Bioprinting hilft nicht nur beim Drucken von Organen, sondern auch bei der Herstellung von Prothesen. Die Hauptvorteile von 3D-Bioprinting sind, dass es hilft, dem Mangel an Organspendern entgegenzuwirken, und das Risiko von Abstoßungen vermeidet, da die Organe oder Körperteile unter Verwendung von Patientenzellen hergestellt werden.
Durch additive Fertigung ist es möglich, echte Körperteile herzustellen. In Indien wurde kürzlich ein erfolgreiches Experiment mit bio-gedruckten Ohren durchgeführt. Der Prozess ist der gleiche, Wissenschaftler der SRM-Universität und des SIMS-Krankenhauses mussten dieses mit vorhandenen Stammzellen erzeugen. Die Zellen wuchsen drei Wochen lang in einer Lösung. Das Ergebnis wurde dann zum Drucken eines Ohrs verwendet.
Wir haben gesehen, dass es möglich ist, Nieren zu drucken, um für eine Operation zu trainieren, aber einige Wissenschaftler haben das 3D-gedruckte Nierenprojekt noch weiterentwickelt. Zum einen haben Wissenschaftler des Jennifer Lewis-Labors komplizierte Röhrchen entwickelt, die an echten Nieren arbeiten, zum anderen haben sie künstliches Nierengewebe geschaffen, das dank lebender Zellen wie eine echte funktioniert. Eine beeindruckende Entwicklung!
https://www.technologyreview.com/s/602691/3-d-printed-kidney-parts-just-got-closer-to-reality/
Behandlungstests einfacher gemacht
Sie wissen es vielleicht nicht, aber additive Fertigung kann auch beim Testen von Behandlungen helfen. Aber wie genau? Durch die Verwendung von Bioprinting kann echte menschliche Haut gedruckt werden, wodurch neue Arzneimittel getestet werden können, ohne sie beispielsweise an Tieren testen zu müssen.
Shalini Guleria, eine Studentin der University of Waikato in Neuseeland, interessierte sich besonders für Anwendungsbereiche des Bioprintings für Brustkrebspatientinnen. Wie können wir medizinische 3D-Druck- und Brustkrebsbehandlungen kombinieren?
Hier ist Ihre Idee: 3D-Bioprinting und die Verwendung von natürlichen, für den Menschen unbedenklichen Materialien sind nicht neu. Sie verwendete diese Technologie, um mit Krebszellen zu arbeiten. In einem ersten Schritt wurden Zellen aus der Patientin extrahiert, dann in Hydrogel umgesetzt und in der Größe einer Faust in 3D gedruckt, um einen Tumor zu imitieren.
Nach diesem Prozess konnte das gedruckte Modell eines Tumors auf verschiedene Medikamente getestet werden. Der Erfolg besteht darin, riskante und erfolglose Drogentests an Patientinnen zu eliminieren.
https://www.3dnatives.com/en/bio-printing-tumour-treatment-cancer-180920184/
Wie fange ich an, 3D-Druck für mein medizinisches Projekt einzusetzen?
Die medizinischen Anwendungen des 3D-Drucks zeigen deutlich, dass im Gesundheitswesen einiges möglich ist, um die Patientenversorgung zu verbessern. Ihr medizinisches Projekt kann auch 3D gedruckt werden? Mit unserem Online-3D-Druckservice können Sie vom Kunststoff- bis zum Metall-3D-Druck alle Arten von Geräten zum Leben erwecken, die Sie möglicherweise benötigen: medizinische Werkzeuge, medizinische Modelle für Sie oder Ihre Schüler usw. Wir können Ihnen dabei helfen, Ihre tägliche Arbeit zu verbessern! Schauen Sie sich unsere breite Palette an 3D-Druckmaterialien an und entdecken Sie, wie Sie Ihre medizinischen Geräte verbessern können.
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