3D-gedrucktes PEEK für medizinische Anwendungen

Autor: Prof. Dr. Brando Okolo

3D-Druck-Technologien bringen das Versprechen mit sich, auf einfache Art und Weise physische Kopien von digitalen Designs und Konstruktionen erstellen zu können. Die digitalen Daten können aus einer Computer Aided Design-Konstruktion (CAD) kommen oder aus Daten eines MRT, eines CT oder eines Röntgengerätes bestehen. Rohdaten dieser Scanner werden auf einfache Art und Weise in ein Format konvertiert, das ein 3D-Drucker lesen kann, typischerweise das nicht-proprietäre STL-Format. Dieses Modell wird dann gedruckt und man erhält das physische Modell des Organs oder der Biokomponente. Mit derartigen Möglichkeiten ausgestattet ist es selbstverständlich, dass 3D-Druck-Technologien neue Anwendungen im Medizinbereich zu ermöglichen.

Anpassbarkeit ist einer der stärksten Vorteile der 3D-Druck-Verfahren. In der medizinischen Praxis können solche Verfahren das Bestreben der Industrie voranbringen, individualisierte Patientenversorgung anzubieten, indem sie es ermöglichen, wirklich patientenspezifische Behandlungen anzubieten, die Kommunikation zwischen Ärzten zu verbessern und das Vertrauen aufzubauen, das für den Erfolg der Behandlung nötig ist. Andere Vorteile des 3D-Drucks in der medizinischen Praxis sind (i) die verringerten Kosten für Versuche und biomedizinische Forschung (ii) die Machbarkeit der Herstellung von Teilen, deren geometrische Komplexität für konventionelle Herstellungsmethoden zu große Hindernisse darstellen (iii) der Einsatz von angepassten medizinischen Produkten wie Prothesen und Implantaten, die auf patientenspezifischen Daten basieren; diese Produkte werden helfen, die Nebenwirkungen bei Patienten zu verringern.

Bei der Planung von Operationen verwenden Ärzte und ihre Teams hauptsächlich zweidimensionale Daten des menschlichen Körpers, die aus dem MRT, CT oder Röntgenapparaten stammen. Aufgrund dieser Daten fällen sie Entscheidungen, die entscheidend für den Erfolg oder Misserfolg der Operation sind. Die Arbeit mit einer dreidimensionalen Kopie einer solchen Struktur in Echtgröße kann den Vorbereitungsprozess deutlich verbessern. Das chirurgische Vorgehen kann lange vor dem tatsächlichen Eingriff geprobt werden, was dem medizinischen Team einen besseren und tieferen Einblick in den patientenspezifischen Fall erlaubt.

Die Indmatec GmbH hat erfolgreich die Machbarkeit eines hochqualitativen 3D-Drucks biomedizinischer Strukturen aus Polyetheretherketon (PEEK) mittels der Fused Filament Fabrication-Technologie (FFF) demonstriert. Die Daten wurden aus MRT- und CT-Scans realer menschlicher Anatomie gewonnen. Unsere Technologie und PEEK-Material sind im Vergleich zu den Marktbedingungen günstig zu erwerben und übersteigen die Qualitätsansprüche der Endnutzer.