Medizin aus dem 3D-Drucker: Bald auch Organe?

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  • Das undatierte Handout-Foto zeigt verschie­dene Verar­bei­tungs­schritte einer additiv gefer­tigten Zahn-Brücke. Foto: EOS GmbH

Mainz (dpa) - Mit rasanter Geschwin­dig­keit hat sich der 3D-Druck in der Medizin ausge­breitet. Hörge­räte und Zahnkronen stammen vielfach längst aus Druck­ma­schinen, auch für chirur­gi­sche Einmal-Instru­mente sowie zur Herstel­lung von Modellen für das Proben eines Eingriffs wird die Technik verwendet.

Selbst für Tabletten: Weil Epilep­tiker Pillen nicht schlu­cken können, wird eine sehr poröse Struktur im Drucker fabri­ziert, die bei Kontakt mit Flüssig­keit im Mund zerfällt.

28 Prozent der Unter­nehmen aus der Medizin­technik und Pharmazie hätten schon Erfah­rung mit 3D-Druck gesam­melt, ermit­telte die Unter­neh­mens­be­ra­tung Ernst & Young bei einer Umfrage in zwölf vor allem westli­chen Ländern. Bei den Hörge­räten sei nahezu der ganze Markt umgestiegen, sagt Ernst & Young-Managerin Stefana Karevska. Dabei nutze die Medizin­technik das junge Verfahren häufiger als andere Branchen. Tendenz aber überall: stei­gend.

«Das ist faszi­nie­rend», sagt Bilal Al-Nawas, leitender Oberarzt der Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichts­chir­urgie der Unime­dizin Mainz. «Die Chirurgen brauchen den 3D-Druck und die Patienten wünschen ihn. Dass wir von irgendwo im Körper ein Stück Knochen oder ein Stück Gefäß rausnehmen und das Teil irgendwo anders wieder einbauen - das kann nicht die Zukunft sein», sagt er.

Al-Nawas und seine Kollegen laden von Freitag an Forscher, Start-Ups und Druck­ma­schi­nen­bauer aus aller Welt zu einem 3D-Druck-Kongress in Mainz ein. Mit dabei ist auch Eos aus der Nähe von München, führender Anbieter im indus­tri­ellen 3D-Druck von Metallen und Kunst­stoffen, die als Pulver­werk­stoff vorliegen. Einer ihrer Drucker könne pro Tag 400 indivi­du­elle Zahnkronen herstellen - zu einem Zehntel des Preises der konven­tio­nel­len ­Fer­ti­gung, sagte Martin Bullemer, Experte für die Additive Ferti­gung im Medizin- und Dental­be­reich bei Eos. «Im gesamten Ortho­pädie-Bereich geht es vorwärts.»

Was hingegen nicht aus dem Drucker kommt, sind Schrauben - das können Drehma­schinen schneller. Auch gefräst und gegossen wird weiter. Die Forscher stürzten sich momentan lieber auf Gefäße, sagt Al-Nawas. In Tierver­su­chen habe man sie schon erfolg­reich als Ersatz einge­baut. «Gefäße sind der erste Schritt. Wenn das klappt, dann kann man sich auch vieles andere vorstellen.» Leber und Schild­drüse seien sehr inter­es­sant - aber auch noch sehr weit weg von der Anwen­dung.

Beim 3D-Druck werden Werkstoffe wie Titan, Kunst­stoff oder Keramik mit Hilfe von Lasern oder Infra­rot­licht Schicht für Schicht verschmolzen. Da die Schichten nur hundertstel Milli­meter dick sind, ist das Verfahren äußerst präzise. Auch kompli­zierte Waben­struk­turen sind möglich, die durch Bohren oder Spritzen nicht herstellbar wären. Der Bauplan ist indivi­duell - und wird etwa nach einem Scan aus dem Compu­ter­to­mo­gra­phen entworfen.

Chirurgen wie Al-Nawas würden gerne etwas anderes verbauen als Metall, wenn sie zum Beispiel nach einem Pferde­tritt ein Gesicht rekon­stru­ieren. «Wir wollen am liebsten ein Material, das vom Körper zu Knochen umgebaut wird, wie etwa Magne­sium. Oder zumin­dest ein Material, das knochen­ähn­li­cher ist», sagt er. Daran tüftelt er zusammen mit Materi­al­for­schern der Uni Darmstadt und der Unime­dizin Mainz.

Forscher der Northwes­tern Univer­sity in Chicago haben im 3D-Druck schon funkti­ons­fä­hige Eierstöcke von Mäusen produ­ziert. Nach der Trans­plan­ta­tion entwi­ckelten die weibli­chen Tiere ohne jegliche weitere Behand­lung Eizellen, die auf natür­liche Weise befruchtet wurden, wie das Team vor wenigen Tagen im Fachblatt «Nature Commu­ni­ca­tions» berich­tete. Im vergan­genen Jahr hatten US-Forscher gezeigt, dass Knorpel und Muskel­stücke aus dem Drucker anwachsen und sich dort Blutge­fäße und Nerven­ver­bin­dungen bilden - das ist einer der ganz großen Knack­punkte der 3D-Teile.

Dabei sind die gedruckten Indivi­dual-Stücke keines­wegs nur etwas für Menschen in den reicheren Ländern. Eine Unter­su­chung mit 19 Patienten mit Unter­schen­kelam­pu­ta­tionen in Togo, Madagaskar und Syrien zeige, dass mit einem leichten 3D-Scanner eine digitale Form der Glied­maße erstellt werden könne, erklärte die Hilfs­or­ga­ni­sa­tion Handicap Inter­na­tional. Anschlie­ßend sei mit einem 3D-Drucker eine maßge­schnei­derte Fassung herge­stellt worden. Das eröffne neue Möglich­keiten gerade in entle­genen Gebieten und Konflikt­zonen.

Al-Nawas warnt aber vor einer Überschät­zung der Möglich­keiten. «Nachher sagt jeder: Der Durch­bruch ist da, und morgen drucken wir neue Herzen.» Das könne dazu führen, dass viele Mediziner dann von den tatsäch­li­chen Ergeb­nissen enttäuscht seien. «Es ist spannend, aber es ist ein dickes Brett. Und die werden immer langsam gebohrt.»

Programm des Kongresses