“Druck mir einen neuen Fuß in 48 Stunden” 3D-Druck in der Medizin #1: Prothesen

3D-gedruckte Prothesen sind mittlerweile Gang und Gebe. Von einer Iron-Man inspirierten Armprothese bis hin zu einer funktionellen Handprothese um 15 Dollar , 3D-Druck erweist sich als eine einzigartige Methode für die Herstellung von künstlichen Gliedmaßen. 

In den letzten Jahren hat 3D-Druck so einiges in der medizinischen Welt verändert. Wo früher unmengen an Geld und viel Zeit investiert wurde, kann heute mithilfe eines 3D-Drucksystems kostengünstiger, genauer und schneller gearbeitet werden.

Einer der Bereiche in denen 3D-Druck besonders häufig angewendet wird ist die Prothetik. Ob Arm, Bein oder Finger, alles kann perfekt an den Patienten angepasst werden um maximalen Tragekomfort und Funktionalität zu garantieren. Durch die günstige 3D-Produktionsmethode können nun auch Menschen in Entwicklungsländern und Krisengebieten Prothesen erhalten. Im Folgenden werden einige Beispiele der Verwendung von 3D-Druck in der Prothetik vorgestellt.

Fußprothesen

Im März diesen Jahres brachte das Münchner Startup Mecuris die erste 3D-gedruckte Fußprothese mit CE-Kennzeichnung auf den Markt. Die Prothese, genannt “NexStep” ist auch in der Kinder-Version “FirStep” erhältlich. NexStep kann auf Basis eines 3D-Scans maßgeschneidert an den Patienten angepasst werden und hält einer maximalen Belastung von 8.000 Newton stand. Der digitale Anpassungprozess erfolgt in weniger als 15 Minuten und Mecuris strebt für die Zukunft einen Versand der Prothese innerhalb von 48 Stunden an. Das ist eine beinah unglaubliche Rekordzeit im Vergleich zu den mindestens 2 Monaten Wartezeit für herkömmliche Modelle.

Beinprothesen

Der italienische Biomedizin-Techniker Marco Avaro legte sich 2015 einen DeltaWASP 2040 3D-Drucker zu, um damit individuelle Beinprothesen für seine Patienten anzufertigen. Mit dem FFF-Delta-Drucker, der Objekte mit einem maximalen Durchmesser von 200 mm und einer Höhe von 400 mm erstellen kann, ist es Avaro möglich zwei hochqualitative Beinprothesen pro Tag herzustellen.

Doch 3D-Druck eröffnet noch weitere Möglichkeiten wie das nächste Beispiel beweist. Della Tosin, Studentin am Art Center College of Design in Pasadena in Kalifornien, entwickelte 2014 eine 3D-gedruckte Prothese, genannt „Elle“. Die Beinprothese ist speziell für Schwimmer angefertigt und ist mit einer Silikon Flosse ausgestattet. Durch eine spezielle Luftkammer kann die optimale Auftriebskraft eingestellt werden und ein Hüftgestell soll die Ausdauer des Schwimmers erhöhen.

Handprothesen

YouBionic, ein italienisches Startup entwickelte eine Handprothese aus 3D-gedruckten Teilen, welche ein ausgeklügeltes Computer-System verwendet um die Bewegungen der Finger zu ermöglichen. Diese basieren auf Signale ausgehend vom Gehirn des Trägers und können mit Muskelentspannung kontrolliert werden. Die 3D-gedruckte Handprothese „ist für € 1.200 erhältlich.

Doch es gibt auch kostengünstigere Alternativen. Der Physikstudent Ryan Bouricius vom Ithaca College im US-Bundesstaat New York hat ein Open Source Modell einer Handprothese funktionell so weiterentwickelt, dass man damit greifen, einen Ball fangen und sogar schreiben kann. Der Materialaufwand für die 3D-gedruckte Prothese beträgt lediglich rund $15.

Armprothesen

3D-Druck Armprothesen können (wie auch andere Prothesenteile) individuell designt werden. Das ermöglicht besonders extravagante Modelle wie sie zum Beispiel die Designerin und Künstlerin Sophie de Oliveira Barata kreiert. Eines ihrer Projekte ist eine Armprothese, welche von dem Spiel “Metal Gear Solid” inspiriert wurde.

In Kolumbien erhielt der 3-jährige José, der ohne einen rechten Unterarm geboren wurde, dank e-NABLE eine 3D-gedruckte Armprothese im Iron Man Stil. Durch die unendlichen Gestaltungsmöglichkeiten und coolen Designs, können die Träger ihre künstlichen Arme hoffentlich besser annehmen.

Tierische Prothesen

Doch nicht nur menschliche Patienten können von 3D-Druck Prothesen profitieren. Ein brasilianisches Team aus Tierärzten hat vor kurzem eine prothetische Pfote aus grünem, biologisch abbaubarem Kunststoff für einen Hund namens “Zeus” konstruiert.

Für den Hund “Derby”, der bereits mit verformten Vorderpfoten zur Welt kam, druckten Mitarbeiter von 3D-Systems Vorderbeinprothesen auf einem ProJet 5500X, und der einbeinige Greifvogel genannt “Söckchen” erhielt eine Beinprothese. Diese wurde von Maschinenbauer Lars Thalmann geschaffen, welcher auch Mitgründer von e-NABLE ist, einer Organisation die gratis Prothesen für Kinder herstellt.

Wenn man beachtet was heutzutage mit 3D-Druck bereits  möglich ist, kann man nur mit Vorfreude auf zukünftige Entwicklungen warten. Doch die genannten Beispiele waren nur der Anfang, denn Prothetik ist nur eine der vielen Anwendungen von 3D-Technologie im medizinischen Bereich.