Knochen aus dem Drucker

Prof. Dr. Georg Gosheger (r.) und Dr. Vincent Hofbauer mit einem 3D-gedruckten Modell eines Beckens. (Foto: UKM)

3D-Drucker revolutionieren die Medizin und ermöglichen eine optimale Vorbereitung auf Operationen und die Erstellung von passgenauen Implantaten. Ein Beispiel: die Orthopädie am UKM.

Leuchtendes Rot, kräftiges Blau, strahlendes Grün: Die modellierten Knochen und Gelenke, die in der Klinik für Allgemeine Orthopädie und Tumororthopädie des UKM zu sehen sind, sind längst nicht mehr in klassischem Kalkweiß. Denn die bunten Kunststoffwerke stammen aus einem 3D-Drucker. Eine Technologie, die immer häufiger Einsatz in der Medizin findet. „Wir können uns mit den 3D-gedruckten Modellen optimal auf eine Operation vorbereiten, können Winkel anzeichnen, Positionen und Drehungen testen, das Sägen und Bohren üben und den exakten Schnitt festlegen, wo wir einen Tumor entfernen“, erklärt Klinikdirektor Univ.-Prof. Dr. Georg Gosheger. Eine intensive Vorbereitung, die nicht nur das Ergebnis verbessert, sondern auch die OP-Zeit um zehn bis 15 Prozent verringert. „Bei einer fünfstündigen OP bedeutet das schnell mal eine Dreiviertelstunde bis Stunde weniger, die ein Patient in Narkose ist“, so Gosheger.

Prof. Dr. Georg Gosheger (r.) und Dr. Vincent Hofbauer am 3D-Drucker. (Foto: UKM)

Grundlage für den Druck sind CT-Aufnahmen, die über eine Software aufbereitet werden und es den Medizinern auf diese Weise ermöglichen, am Profil des Patienten eine individuelle, millimetergenaue Replik zu erstellen – mit einem eingewachsenen Tumor oder einer komplizierten Fehlstellung. „Dank der maßstabsgetreuen Geometrie kann man sich zum Beispiel sehr gut auf Wirbelsäulenoperationen vorbereiten, aufgrund der dort verlaufenden Nervenstränge bekanntlich eine sehr sensible Region“, sagt Georg Gosheger. Mit dem Becken und einem dort zu entfernenden Tumor nennt der Mediziner ein weiteres Beispiel, bei dem jeder Millimeter eine Rolle spielt, damit es ein exaktes Zusammenspiel mit dem Hüftgelenk gibt. Ebenso können mithilfe des 3D-Drucks passgenaue Implantate erstellt werden. „Wir produzieren einen Prototyp, testen diesen, prüfen die Lastenübertragung und nehmen bei Bedarf noch einmal Veränderungen vor“, erzählt Gosheger. Erst dann fertigt ein Hersteller das Implantat auf Basis des 3D-Drucks.

Mittlerweile sind zwei Geräte in der Orthopädie am UKM vorhanden, ein drittes ist beantragt. Auch in der Zahnmedizin und Herzchirurgie kommt der 3D-Druck zum Einsatz. Die Entwicklung ist rasant; die Drucker werden nicht nur von Generation zu Generation schneller, auch die Funktionalität wird immer komplexer. „Irgendwann wird es so sein, dass in jedem OP ein Drucker steht und man während eines Eingriffs in minutenschnelle passgenaue Teile erstellen kann“, ist sich der Mediziner sicher.

Ein weiterer Einsatzort: die Lehre. Medizinstudenten lernen nicht mehr an allgemeinen Modellen von der Stange, sondern trainieren Operationen an individuellen Drucken, die exakt so ausgeführt werden können, wie es später am Patienten der Fall ist. „All das können wir prüfen, bevor es in den OP geht“, sagt Dr. Vincent Hofbauer, Oberarzt für experimentelle Orthopädie. „Dafür ist es enorm wichtig, dass man die Dinge dreidimensional in der Hand hat. Es gibt auch 3D-Brillen, mit denen man virtuell alles darstellen kann, aber wir als Chirurgen arbeiten mit unseren Händen und wollen auch in der Hand haben, woran wir arbeiten.“

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