3D-Druck in der Medizin : Ein Brustbein aus dem Drucker

Weltweite Premiere: Ein spanischer Lungenkrebspatient bekam ein bewegliches Brustbein aus Titan eingesetzt, das ein australisches Unternehmen individuell für ihn per 3D-Druck-Verfahren angefertigt hatte.

So sieht das Brustbein aus Titan aus.

Foto: CSIRO

Menschen, die an Krebs leiden, können oft nur gerettet werden, wenn die bösartigen Tumore aus ihrem Körper entfernt werden. Bei solchen Operationen müssen Chirurgen oftmals auch Knochen mit entnehmen, die der Kranke eigentlich dringend braucht. Etwa bei einem 54-jährigen Spanier, den Ärzte in der Universitätsklinik in Salamanca behandelten.

Ein acht mal acht Zentimeter großer Tumor war um sein Brustbein herum gewuchert. Um nach der Operation noch normal atmen zu können, ist dieser Knochen, an dem die Rippen und die Atemmuskulatur ansetzen, unverzichtbar.

Auswahl von 3D-Druck-Verfahren

Thermischer 3D-Druck

Ähnlich der "Heißklebepistole" wird Material aufgetragen, das anschließend aushärtet.

Polyjet

Ähnlich wie beim Tintendrucker wird Material tröpfchenweise aufgebracht und ausgehärtet - zum Beispiel wird Kunststoff durch UV-Strahlung polymerisiert.

3D-Druck

Ein Bindematerial wird auf eine Materialschicht (zum Beispiel Sand) aufgebracht - später wird das ungebundene Material abgenommen und die gewünschte Kontur bleibt stehen.

Selektives Laser-Sintern

Eine Pulverschicht wird durch Wärme (Laser) verschweißt. Nach dem schichtweisen Aufbau kann das lose Material abgenommen werden und es bleibt die gewünschte Kontur stehen.

Laser-Sintern

Direktes Materialschmelzen - ähnlich dem Pulverbett-Schmelzen, allerdings wird das Material bereits gezielt am gewünschten Ort aufgetragen und verschmolzen.

Bisher bekommen solche Patienten deshalb eine starre Metallplatte als Knochenersatz implantiert, die an den noch vorhandenen Knochen festgeschraubt wird. Doch weil Tumor und Knochenverlust bei dem Patienten so groß waren, hatten die Chirurgen aus Salamanca Sorge, dass solch ein Ersatzteil, das sich beim Ein- und Ausatmen laufend bewegt, nicht lange halten würde. "Wir wollten eine sichere Lösung für unseren Patienten", sagt einer der Ärzte, José Aranda.

Aranda und seine Kollegen nahmen deshalb Kontakt mit dem australischen Unternehmen Anatomics aus Melbourne auf. Der Medizintechnik-Anbieter ist spezialisiert auf Implantate, die per 3D-Druck-Verfahren individuell für jeden einzelnen Patienten angefertigt werden.

Der Anatomics-Chef Andrew Batty erkannte, wie komplex die Struktur eines beweglichen Brustbeins war. Doch er sagt: "Die Online-Planungssessions mit unseren Freunden in Spanien machten die Sache sehr einfach." So konnten die Anatomics-Fachleute anhand von computertomografischen Bildern des Patienten vor der Operation ein ideal passendes Duplikat für ihn bauen.

Das bekam er inzwischen eingesetzt, wie das Ärzteteam in einem medizinischen Fachmagazin schreibt. Aranda sagt: "Die Operation war sehr erfolgreich, wir konnten ein Körperteil maßschneidern, das passte wie ein Handschuh. Dem Patienten geht es gut. Er konnte schon zwölf Tage nach der schweren Operation das Krankenhaus verlassen.