3D-gedrucktes Implantat für Luftröhre rettet Leben – Update
Drei Kleinkindern, die an einem lebensbedrohlichen Kollaps der Luftröhre litten, konnte durch 3D-gedruckte Implantate geholfen werden.
04.05.2015: Tracheomalazie ist eine Erkrankung der Luftröhre, bei der durch mangelnde Festigkeit des Knorpels eine Instabilität der Atemwege entsteht. Vor allem beim Einatmen kollabiert die Luftröhre durch einen höheren Atemwegswiderstand. Meist bessern sich die Symptom bei der angeborenen Form der Krankheit innerhalb der ersten Lebensmonate. Ist die Atmung allerdings massiv eingeschränkt, müssen sofortige Maßnahmen ergriffen werden.
Ärzte und Forscher der Universität von Michigan haben im Rahmen einer Studie, veröffentlicht im Science Translational Medicine Journal, Implantate entwickelt, die nicht nur individuell an die Anatomie angepasst werden, sondern auch “mitwachsen” können. Über einen Zeitraum von Jahren wird diese 3D-gedruckte Schiene, die außerhalb der Luftröhre angebracht wird, schließlich vom Körper resorbiert.
Basierend auf den CT Daten wurden 3D-Modelle der Luftröhren erstellt, die wiederum als Ausgang für das 3D-Design der Schiene dienten. Das Material, mit dem die Schienen mittels Selective Laser Sintering Methode hergestellt wurden, ist der biologisch abbaubare Kunststoff Polycaprolacton (PCL). Die Implantate wurden außerhalb der Luftröhre befestigt und hielten so die Atemwege offen. Der Eingriff wurde vorab mehrmals an 3D-gedruckten Modellen der Luftröhre und Bronchien geübt.
Alle drei Operationen waren ein voller Erfolg – die Luftröhren der Kinder haben sich normal weiterentwickelt und das 3D-gedruckte Implantat hat sich mittlerweile aufgelöst. So ist auch kein zusätzlicher Eingriff zum Entfernen der Schienen notwendig.
In folgendem Video spricht Dr. Glenn Green, Co-Autor der Studie und Arzt am Children’s Hospital der Universität von Michigan, über die Erfolge und stellt seine kleinen Patienten vor:
09.03.2016: Update – University of Michigan setzt auf 3D-Druck Technologie von EOS
Nach vier Kleinkindern wurde nun kürzlich auch einem 14-jährigen Mädchen, das an der angeborenen Atemwegserkrankung TBM leidet, ein 3D-gedruckter Luftröhren-Splint eingesetzt um deren Funktion wiederherzustellen.
Dr. Scott Hollister, Professor für Biomedizinische Technik an der Universität von Michigan erklärt: “Es ist nun nahezu automatisch möglich, einen individualisierten Splint zu entwerfen und dann zu drucken. Der gesamte Prozess nimmt inzwischen lediglich etwa zwei Tage statt bisher drei bis fünf Tage in Anspruch.”
Bei der Ausführung und Suche nach dem richtigen Material hat sich das Universitätsteam an EOS gewendet. Die Implantate werden am FORMIGA P 100, den die Universität bereits 2006 erworben hat, gedruckt. Außerdem hat der Hersteller von additiven Fertigungssystemen den Forschern vor Ort in ihrem Labor geholfen, das bestmögliche Material auszuwählen.
Die Forschungsgruppe entwickelt auch Gerüste und Implantate für die Wirbelsäule, Gesicht und Schädel, Röhrenknochen, Ohren und Nasen. Hergestellt werden die Medizinprodukte auf einem EOS-System aus einem Material, das sich aufgrund seiner Eigenschaften für die Wiederherstellung nach Geburtsfehlern, Krankheiten oder Unfällen eignet. “In der Medizin eröffnet der 3D-Druck damit die revolutionäre Möglichkeit, individuelle, patientenspezifische Lösungen zu fertigen“, meint Dr. Hollister.
Glaubt man Dr. Hollister, sind der künftigen Rolle der Additiven Fertigung im medizinischen Bereich kaum Grenzen gesetzt. „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.“