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Organe aus dem 3D-Drucker: Wie eine neue Technik die Medizin revolutioniert

3D-Drucker, hier für den Hausgebrauch, sollen bald sogar Organe ausspucken. (Bild: Reuters)
3D-Drucker, hier für den Hausgebrauch, sollen bald sogar Organe ausspucken. (Bild: Reuters)

Kein banges Warten auf ein Spenderorgan mehr, die neue Niere kommt per Knopfdruck aus dem 3D-Drucker. Noch funktioniert dies nur zu Versuchszwecken in Forschungslabors. Doch die Geräte sollen bald Prothesen und sogar Organe für Menschen ausdrucken können. Die Technik schreitet immer weiter voran: Bei einem Amerikaner besteht bereits der Großteil des Schädelknochens aus einem Implantat aus einem 3D-Drucker.

Die Ärzte wagten sich an die ungewöhnliche Operation, weil der Schädelknochen des Mannes aus medizinischen Gründen zu mehr als zwei Drittel entfernt werden musste. Vor dem Eingriff wurde der gesamte Schädel über einen hochauflösenden 3D-Scanner an einen Computer übertragen. Am Rechner bearbeiteten die Mediziner die Vorlage dann leicht. Darauf hatten die Mediziner regelmäßige Löcher am Computermodell gebohrt, damit das aus thermoelastischem Polymer hergestellte Implantat besser mit dem Körper verwachsen kann. Dann schickten sie das Modell an den Drucker. Die Herstellerfirma Oxford Performance Materials ist davon überzeugt, nahezu sämtliche Knochen in lebenden Menschen ersetzen zu können.

Einfacher und schneller: Prothesen aus dem 3D-Drucker

Werden Armprothesen, wie diese von zwei Tüftlern, bald einfach 3D-geruckt? (Bilder: www.anthromod.com)
Werden Armprothesen, wie diese von zwei Tüftlern, bald einfach 3D-geruckt? (Bilder: www.anthromod.com)

Niederländische Mediziner implantierten erfolgreich eine 3D-gedruckte Unterkieferprothese. Dabei reduzierten sie die Operationsdauer auf ein Fünftel der herkömmlichen Zeit und umgingen weitere Operationen. Die beiden Tüftler Chris Chappell und Easton LaChappelle haben einen funktionierenden Roboterarm entwickelt, der großteils aus dem 3D-Drucker kommt. Bereits der Prototyp hat sechs Feinheitsgrade in der Hand und einen am Daumen. Die fünf Sehnen bestehen aus einem Gummiband und werden mit Servomotoren bewegt. Die beiden Bastler wollen den Roboterarm weiter entwickeln und stellen sich vor, dass ihre Erfindung später einmal als Prothese eingesetzt wird. Ein südafrikanischer Junge bekam bereits eine 3D-gedruckte Handprothese.

Organe werden nach Bedarf ausgedruckt

Die Pläne der Mediziner und Wissenschaftler gehen noch weiter. 3D-Drucker sollen künftig ganze Organe nachempfinden. Erste Prototypen existieren bereits, sie können Mini-Nieren und Haut herstellen - noch aber eben nur zu Forschungszwecken. In einigen Jahren sollen die künstlichen Gewebe Patienten implantiert werden. Statt mit Farbe wie beim Schreibtischdrucker würden die Kartuschen der 3D-Drucker dann mit gezüchteten Körperzellen gefüllt werden. Das Gerät baut aus diesen dann ganze Organe auf.

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Will Wenmiao Shu von der schottischen Heriot-Watt University entwarf kürzlich ein Gerät, das menschliche embryonale Stammzellen ausdrucken kann. Diese Zellen sind die Grundlage für nahezu alle Gewebearten.

2.500 Stunden für ein 3D-Plastikauto

Die Versuche mit den angesagten dreidimensionalen Printern beschränken sich nicht auf Organe und Körperteile. Jim Kor, Geschäftsführer des Technologiekonzerns Kor Ecologic, will sparsame Autos ausdrucken. Sein Prototyp, der Urbee 2, hat drei Räder, ist leichter als 550 Kilogramm. Doch die Fertigung der Teile dauert lange: Für eine Plastik-Stoßstange rattert die Maschine 100 Stunden, für den fertigen Urbee 2 sogar 2.500 Stunden. Für die Sicherheit des Fahrers ist in dem Plastikgefährt noch eine Konstruktion aus Metallstangen eingebaut. Enrico Dini will Häuser 3D drucken und investiert alles Geld in den Bau eines gigantischen Printers.

3D-Drucker für unter 1.000 Euro

3D-Druck-Fans sind überzeugt, dass das Verfahren künftig den Ablauf in Wissenschaft, Industrie und weiteren Bereichen vereinfachen wird. Zuerst wurde die Technologie in der Automobilindustrie angewandt, um schnell und günstig Prototypen und Modelle zu fertigen. Mittlerweile ergänzen 3D-Drucker herkömmliche Verarbeitungstechniken. Zahlreiche Materialien wie Kunststoff, Metall, Papier und menschliches Gewebe können verwendet werden.

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Beim 3D-Druck entwirft eine Software ein dreidimensionales Modell am Computer und schneidet das Modell dann in Scheiben. Anschließend werden diese zweidimensionalen Ebenen hintereinander gedruckt. Geräte für Privatanwender gibt es bereits für unter 1.000 Euro. Wer die neuartige Technik nur selten nutzt, kann selbst entworfene Modelle an Anbieter wie Shapeways schicken und bekommt sie dann ausgedruckt geliefert.