Medizin 3D-gedruckte Modelle erleichtern chirurgische Eingriffe

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Für die Ausbildung von Fachpersonal an neurochirurgischen Instrumenten und zur Vorbereitung chirurgischer Eingriffe setzt das Centre for Biomedical and Technology Integration (CBMTI) 3D-gedruckte Biomodelle aus verschiedenen Materialkombinationen ein.

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Ausrichten des Biopsiearms.
Ausrichten des Biopsiearms.
(Bild: Impressions Studio)

Das Centre for Biomedical and Technology Integration (CBMTI), ein gewerblicher Ableger der University of Malaya in Malaysia, stellt individuelle medizinische Implantate für Regierungskliniken und private Krankenhäuser her. Das Zentrum arbeitet zudem eng mit der Gesundheitsindustrie zusammen, um den Klinikbetrieb und die Ausbildung für Chirurgen zu verbessern. 3D-Druck ist entscheidend für beide Geschäftsbereiche. Das Unternehmen verwendet 3D-gedruckte Vorlagen zusammen mit einer Kaltpresstechnik zur Formung seiner Titanimplantate. In einem innovativen Trainingsprogramm entwickelt es detaillierte 3D-gedruckte Modelle aus mehreren Materialien, die in Erscheinungsbild und Beschaffenheit echten Körperteilen entsprechen und sogar die individuellen Tumore von Patienten nachstellen können.

Zum Zeitpunkt der Gründung des Zentrums waren Computersimulationen und Leichen der einzige Weg, Fachpersonal an neurochirurgischen Instrumenten auszubilden. Das CBMTI war davon überzeugt, dass 3D-Biomodelle erheblich zur Verbesserung der Ausbildung beitragen können, und begann sich für 3D-Druck als Verfahren zur schnellen Herstellung von anspruchsvollen Modellen zu interessieren. Der erste 3D-Drucker des Unternehmens produzierte korrekt dimensionierte Modelle, aber nur aus einem einzigen festen Material. Für eine getreue Nachbildung humaner Pathologien fügte das CBMTI anschließend eine Weichgewebenachbildung hinzu. Dieser nachgeschaltete Arbeitsschritt war äußerst zeitintensiv und konnte bis zu einer Woche dauern. Die Nachbearbeitung war mit einem erheblichen zeitlichen und finanziellen Aufwand verbunden.

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Mit der Evolution der 3D-Drucktechnologie erkannte das CBMTI, dass Multimaterial 3D-Druck die Fertigung naturgetreuer Modelle in allen Belangen effizienter macht. Zwei Stratasys-Systeme boten sich an: Der 3D-Drucker Objet Eden350TM, mit dem sich Modelle aus 17 verschiedenen Materialien drucken lassen und der 3D-Drucker Objet500 Connex mit seinen mehr als 100 Materialoptionen und der Möglichkeit, verschiedenste Materialien in einem Modell zu verarbeiten.

CBMTI investierte kurzerhand in beide 3D-Drucker. „Die Stratasys Drucker waren ganz oben auf unserer Liste, da sie mehrere Materialien gleichzeitig drucken können. Den Ausschlag bei der Entscheidung für die beiden Drucker gaben Präzision und Geschwindigkeit beim Druck. Die Benutzerfreundlichkeit war ein weiterer Grund“, so Yuwaraj Kumar Balakrishnan, Operations Manager bei CBMTI.

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