Schon im Jahr 2016 gelang es deutschen Forschern, eine voll funktionsfähige Niere mit dem 3D Drucker zu produzieren. Einige Zeit später folgte das erste menschliche Herz, welches durch die innovative Technologie des 3D Drucks in Kombination mit Biotinte nachgebildet werden konnte. Dieses schlug jedoch nur einige Male, bevor der Werkstoff brüchig wurde und es zu ersten Ausfällen kam. Das Besondere an Biotinte ist, dass sie nur zu Teilen aus synthetischen Stoffen aus dem Labor besteht; der andere Teil ist Eigengewebe des Patienten, was in der Petrischale herangezüchtet und vermehrt wird. Aber nicht nur innere Organe oder auch Haut für eine Transplantation nach starken Verbrennungen lässt sich mittels 3D Druck erzeugen. Vor allem können bereits jetzt Implantate und Prothesen genau nach den Maßen des Patienten im 3D Drucker erzeugt werden, aber auch Zähne oder Werkzeuge und medizinische Gerätschaften lassen sich mittels 3D Druck in jedem Krankenhaus vor Ort produzieren. Auch bei der Produktion von Verschleißteilen in biomedizinischen Geräten kann der eigene 3D Drucker im Krankenhaus kostengünstig helfen.

In China finden Zahntransplantationen bald absolut autonom statt

Erste Versuche gab es in einem chinesischen Militärkrankenhaus bereits 2017. Aufgrund des anhaltenden Mangels an Zahnärzten im ganzen Land suchen die Experten schon lange nach einer funktionalen Alternative zur herkömmlichen chinesischen Zahnmedizin. Das Zahnimplantat soll in China völlig ohne die Assistenz menschlicher Ärzte ablaufen: Im ersten Schritt werden das Gebiss und die Mundhöhle des Patienten mittels eines 3D Scanner vermessen, wobei die Sensoren auch Bereich im Mund erreichen, an die mit der menschlichen Hand nur schwer herangekommen werden kann. Anschließend werden die Patientendaten im PC ausgewertet und ein dreidimensionales Modell des oder der zu druckenden Zähne erzeugt. Nach der Druckvorbereitung kann der Zahnersatz aus solidem Keramik gefertigt werden, wobei der Keramik 3D Druck besonders hohe Temperaturen beim Drucken benötigt. Zuletzt werden dem Patienten von einem Roboterarm die neuen Zähne implantiert. Derzeit sind zu jeder Zeit noch chinesische Ärzte anwesend, die aber zu keiner Zeit in die Prozesse eingreifen, sondern ausschließlich beobachten, dokumentieren und auf mögliche Optimierungen achten. In Zukunft soll diese menschliche Assistenz vollständig obsolet werden.

Implantate, Prothesen und Knochennachbildungen aus dem 3D Drucker

Ähnlich wie die Biotinte für Organe aus teilweise herangezüchtetem Eigengewebe des Patienten können auch Knochen mittels 3D Druck nachgebildet werden, die wesentlich besser verwachsen, als rein künstliche Werkstoffe. Während auf diese Weise sogar eine ganze Hüfte passgenau nachgedruckt werden kann, ist es Forschern bereits ebenso gelungen, den vollständigen Stimmtrakt eines Opernsängers im 3D Drucker nachzubilden. Erstaunlich war dabei, dass ein annähernd hoher Tonumfang erreicht werden konnte durch das 3D Objekt, wenn Luft hineingeblasen wurde, wie bei dem ausgebildeten Sänger selbst.

Für Prothesen aus dem 3D Drucker ist es nicht immer notwendig, aufwendig mit Biotinte zu arbeiten. Vielmehr stellt es für die Patienten bereits eine echte Verbesserung dar, dass Prothesen dank moderner 3D Technologie absolut passgenau nach den individuellen Maßen des jeweiligen Patienten im Drucker erzeugt werden können. In Zukunft kann es sogar möglich sein, die künstlichen Extremitäten allein durch die Kraft der Gedanken zu steuern, an diesen Neuheiten wird in Bezug auf KI in der Medizin Anfang 2020 auf Hochtouren geforscht.

Welche Drucker kommen sonst noch regelmäßig im medizinischen Bereich zum Einsatz?

In jeder Arztpraxis und in jedem großen Krankenhaus findet ungesehen, im Hintergrund, eine Menge Buchhaltung und Organisation statt. Für die Bürokommunikation eignen sich derzeit Laserdrucker am besten, da diese besonders effizient und dabei überaus sparsam und geräuscharm arbeiten. Dieser Test Laserdrucker gibt Auskunft über die aktuelle Ausstattung moderner Laserdrucker und worauf bei einem Neukauf besonders geachtet werden sollte. Ähnlich wie bei einem 3D Drucker sind die Anschaffungskosten für einen Laserdrucker nämlich nur ein wesentliches Kaufkriterium. Vielmehr ist es ebenso von besonderem Interesse, wie hoch die Verbrauchskosten liegen. Das sind bei beiden Arten von Druckern selbstverständlich die anfallenden Stromkosten, aber auch die Kosten für die Druckkartuschen eines Laserdruckers oder das Filament eines Laserdruckers sollten bedacht werden, wenn der Kauf eines neuen Druckers ansteht.

Für Heimanwender kommen übrigens ganz andere Drucker in Frage: Im Hobbybereich lohnt sich derzeit ausschließlich der 3D Druck mit Kunststoffen, hier gibt es moderate 3D Drucker bereits zu einem Kaufpreis von rund 100 Euro.