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Das 3D-Bioprinting Unternehmen Aether aus Kalifornien, Entwickler des Aether 1 Bioprinters, hat gemeinsam mit Forschern der Harvard Medical School eine Software zum 3D-Druck von Organen entwickelt. Basierend auf künstlicher Intelligenz entstand ein komplett integriertes System, das Organe und Gewebe in medizinischen Bilddaten automatisch segmentiert und in 3D-Dateien zum Druck umwandelt.
Der Automatic Segmentation and Reconstruction (ASAR) Prozess von Aether verwendet adaptierbare Lernmodelle, welche mit einer Reihe von Techniken für künstliche Intelligenz und Bildverarbeitung kombiniert werden. So können Anwender Organe und Gewebe segmentieren und diese als digitale 3D-Modelle darstellen. Diese Modelle dienen dann zur Analyse, dem 3D-Druck sowie weiteren Anwendungen. Der Vorgang selbst ist komplett automatisch, ohne dass Bearbeitungswerkzeuge, Kalibrierung oder jegliches Eingreifen des Anwenders notwenig ist. Somit ist die ASAR Technologie dazu in der Lage, einen Prozess der selbst mit führenden Softwareanwendungen noch mehrere Stunden gedauert hat, auf nur wenige Minuten oder Sekunden zu reduzieren. Die von Aether entwickelte Software soll zudem so intuitiv sein, dass Anwender keinerlei Einschulung benötigen.
Bislang konnte Aether bereits verschiedene Arten von Organen mit großer Präzision anhand von CT-Daten segmentieren. Diese Funktion soll zukünftig für alle Organe und Gewebearten anwendbar sein und auch basierend auf Daten von MRT-, Röntgen- sowie Aniographie-Aufnahmen durchgeführt werden können.
Synthetische und transplantierbare Organe
Aether plant die Entwicklung einer umfassenden Plattform, auf welcher Anwender mit medizinischen Bilddaten effektiver arbeiten und ganz neue Möglichkeiten ausschöpfen können. Spitäler sollen damit zukünftig in der Lage sein exakte Kopien der Organe von Patienten per Knopfdruck vor Ort herzustellen. Chirurgen können so für schwierige Eingriffe bereits vorab an realistischen synthetischen Geweben, Knochen, Fett und Blutgefäßen trainieren. Sobald 3D-gedruckte Organe eine umsetzbare Option für die Transplantation werden, werden bei dem Prozess anstatt synthetischem Material Biotinten mit Zellen des Patienten eingesetzt.
Folgendes Video zeigt den gesamten Prozess – von medizinischen Bildaufnahmen einer Lunge bis hin zur fertigen Datei für den 3D-Druck:
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