Additive Fertigung bereichert die Medizintechnik

Text: Thomas Masuch; Fotos: Thomas Klerx / FHC, Inc

Mit ihren Innovationen hat die Additive Fertigung auch die Medizin zu zahlreichen neuen Anwendungen und Möglichkeiten geführt. Das reicht vom schon seit Jahren erprobten aus Titan gedruckten Hüftgelenk bis zu Instrumenten in der Medizintechnik, chirurgischen Modellen, Prothesen und zahlreichen anderen Anwendungen. Auch im Kunststoff-Bereich hat der sogenannte „3D- Druck“ unter anderem durch neue Materialentwicklungen weitere sehr interessante Potentiale eröffnet.

Nachdem in der Medizin der 3D-Druck von Zahnersatz schon seit vielen Jahren erprobt ist, hat in den letzten Jahren der Bereich Kunststoff in der Additiven Medizintechnik deutlich zugelegt. Auch hier kam der Schub unter anderem aus der Materialentwicklung sowie durch neue Produktionsverfahren. So brachte Arburg vor zwei Jahren seinen Freeformer auf den Markt, der Serienfertigung mit Individualisierung kombiniert.

»Ein innovatives Material ist resorbierbares Polylactid (PLA, Resomer), das sich nach definierter Zeit im Körper auflöst.«

Als ein interessantes Anwendungsgebiet in der Medizintechnik beschreibt Arburg die Additive Fertigung von persönlich angepassten Implantaten und Orthesen, sowie für Modelle zur Operationsvorbereitung. »Ein innovatives Material ist resorbierbares Polylactid (PLA, Resomer), das sich nach definierter Zeit im Körper auflöst«, so Eberhard Lutz, Bereichsleiter Vertrieb Freeformer bei Arburg. Darüber hinaus habe Arburg mit dem Freeformer auch die additive Fertigung eines Schädelknochens vorgestellt.

Ein weiteres Beispiel für die hohe Wichtigkeit der Materialkompetenz im medizinischen 3D-Druck zeigte EOS wertvolles Know-how bei einem Fall in den USA. Ein vierzehnjähriges Mädchen, das an der angeborenen Atemwegserkrankung Tracheobronchomalazie (TBM) litt, bekam einen neuartigen 3D-gedruckten Luftröhren-Splint eingesetzt. EOS fand heraus, dass sich Polycaprolacton (PCL) dafür als der perfekte Werkstoff erwies da das Material eine sehr lange Resorptionszeit ausweist. Schließlich soll das Implantat mindestens zwei Jahre lang an Ort und Stelle bleiben und sich erst dann auflösen. Zweitens ist PCL sehr geschmeidig.

Orthesen und Prothesen mit viel Potential

Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet von Additiver Fertigung in der Medizintechnik ist der Bereich Orthesen und Prothesen. In diesem wachsenden Milliarden-Markt bietet der 3D-Druck unter anderem den Vorteil der individuellen Passform und einer deutlich schnelleren Fertigung.

Wie diese Vorteile konkret aussehen, präsentierte Paraolympionikin Denise Schindler in ihrer Key-Note auf der formnext Konferenz powere by tct 2016. Sie beschrieb den aufwändigen Herstellungsprozess ihrer Prothese, die sie zur zahlreichen Medaillen und Titel auf den Rad getragen hat.

Aber auch für den Alltag bietet der 3D-Druck hier bereits interessante Möglichkeiten: Das erst 2016 gegründete Unternehmen Mecuris hat unter anderem den Prothesenfuß für Kinder »FirStep« auf den Markt gebracht und damit den Design-Award »Purmundus Challenge« in Gold gewonnen, der im Rahmen der formnext 2016 verliehen wurde.

Mit Stratasys gab zudem kürzlich einer der Big Player der Branche die Zusammenarbeit mit der Peacocks Medical Group bekannt, bei der es um die Additive Produktion von Schuheinlagen in großer Stückzahl geht. Wie interessant dieses Marktsegment wirtschaftlich ist, zeigen die reinen Zahlen: Das Marktforschungsinstitut IndustryARC prognostiziert für den globalen Markt für orthetische Schuheinlagen ein Wachstum auf 3,5 Milliarden Dollar bis 2020.

"Material-Know-how entscheidend"

Die Bedeutung der Medizintechnik in der Additiven Fertigung zeigt sich auch auf der internationalen Fachmesse formnext, die jedes Jahr in Frankfurt die nächste Generation intelligenter Produktentwicklung und -herstellung präsentiert. »Zu unseren Ausstellern zählt die Weltelite der Additiven Fertigung – und für die meisten dieser Unternehmen spielt der Bereich Medizin eine wichtige Rolle«, so Sascha F. Wenzler, Bereichsleiter formnext beim Messeveranstalter Mesago Messe Frankfurt. Neben neuen Produktionsmöglichkeiten und „3D-Druckern“ wird der Einfluss des Materials auf weitere Innovationen immer größer, so dass sich bei der nächsten formnext vom 14. – 17.11.2017 auch zahlreiche Hersteller von Metall-, und Kunststoffpulvern sowie von Kunststofffilamenten (Materialrollen) in Frankfurt präsentieren werden. »Gerade in der Medizin, wenn Teile kurzfristig oder dauerhaft mit Köpergewebe in Kontakt sind, ist das Material-Know-how entscheidend, um erfolgreich am Markt zu sein. Diese Neuerungen wollen wir zeigen«, so Wenzler.

Mehr Infos unter:

  • www.formnext.de