Medizintechnik: Das Knie aus dem 3D-Drucker

 

Medizintechnik
Das Knie aus dem 3D-Drucker

Neben der Industrie haben längst andere Bereiche die Vorzüge des 3D-Drucks entdeckt. In der Medizin erobern maßgefertige Implantate den Markt, und bald kommen vielleicht auch Organe aus dem Drucker.
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Wenn dem kranken Knie nur noch eine Ersatzprothese helfen kann, wählt der Orthopäde aus dem Angebot verschiedener Implantate wie die Frau beim Shopping. Ähnlich den Konfektionsgrößen in der Modeboutique liefern Hersteller die medizinischen Ersatzteile in unterschiedlichen Größen, und der Operateur passt den Knochen dem jeweiligen Modell an. Genau andersherum denkt die Firma ConforMIS den Eingriff: „Unsere Grundidee ist einfach: Wir passen das Implantat dem Knochen des Patienten an statt den Knochen dem Implantat. Unsere Implantate werden in Form und Größe präzise der Patientenanatomie angepasst.“ Der 3D-Druck ermöglicht diese maßgefertigte Variante.

In der Industrie macht das werkzeuglose Fertigungsverfahren die Produktion flexibler und damit individueller. Im Leichtbau und der Luftfahrtindustrie boomt das gewichtoptimierte, bionische Design in 3D. Strukturen, die sich in der Natur finden und bisher nur sehr eingeschränkt herstellbar waren, können nun ausgedruckt werden. Diese Vorteile lassen sich von der industriellen Produktion direkt auf die Medizintechnik übertragen. Im Dentalumfeld ist die additive Fertigung laut VDI-Nachrichten bereits eine Serienanwendung geworden, und aus den USA kommen Knieprothesen für Arthrose-Patienten.

Die Arthrose ist weltweit die häufigste Gelenkerkrankung und oftmals ist das Knie von ihr betroffen. Was umgangssprachlich als übermäßiger Gelenkverschleiß bekannt ist, ist die häufigste Ursache für Knieoperationen: Eine Prothese soll den zerstörten Knorpel ersetzen, wenn andere Maßnahmen wie Physiotherapie oder Arthroskopie nicht mehr helfen. In der Klinik für Orthopädie in Dortmund setzen die Operateure aus dem Team von Direktor Christian Lüring jährlich rund 250 solcher Eingriffe um. Seit drei Jahren implantieren sie dabei auch die Modelle aus dem 3D-Drucker; rund 300 ConforMIS-Prothesen haben sie seitdem eingesetzt – Tendenz steigend.

Die Erfahrungswerte seien positiv, sagt Orthopäde Ignatios Chatziandreou, der neben Klinikdirektor Lüring und weiteren Oberärzten in Dortmund für die Knieoperationen zuständig ist. „Die kurzfristigen Funktionsergebnisse sind besser als mit den Standardprothesen. Wir haben festgestellt, dass die Patienten weniger nachbluten und der Heilungsprozess schneller ist“, sagt Chatziandreou. „Die Patienten sind früher wieder mobil.“ Gemäß den CT-Aufnahmen von Knie, Hüfte und Sprunggelenk des Patienten fertigt ConforMIS die Prothese an, die inklusive des Instrumentariums für die OP zurück an die Klinik geht.

Für die Geschäftsidee der Firma mit Hauptsitz in Massachusetts in den USA hat ein deutsches Trio bestehenden aus einem Radiologen, einem Orthopäden und einem Informatiker seine Erfahrungen zusammengebracht. Ihre Produkte hat die FDA, die amerikanische Behörde zur Überwachung von Nahrungs- und Arzneimitteln, zur Vermarktung zugelassen.

In Deutschland ist die Zahl der Kliniken, die die ConforMIS-Prothesen nutzen, noch begrenzt. In die Dortmunder Klinik kommen daher auch Patienten von weit außerhalb, die ein Implantat aus dem 3D-Drucker bevorzugen. Doch Lüring und sein Team müssen die Patienten auch immer auf eines hinweisen: Das Herstellungsverfahren kann sich zwar als das modernste in dem Bereich rühmen, doch so gibt es auch noch keine belastbaren Langzeiterfahrungen mit den Knieprothesen. Diese haben im Durchschnitt eine Haltbarkeit von 15 Jahren und mehr; die Modelle aus dem 3D-Drucker implantieren die Dortmunder Ärzte erst seit drei Jahren und seit sieben Jahren sind diese überhaupt erst auf dem Markt.

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