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Mar 21, 2023

3D-Druck in der Medizin und im Gesundheitswesen: Verwendung, Arten und Vorteile

Der beste Weg, die Zukunft vorherzusagen, ist, sie zu erschaffen, und der 3D-Druck im Gesundheitswesen ist ein perfektes Beispiel dafür

Die beste Möglichkeit, die Zukunft vorherzusagen, besteht darin, sie zu erschaffen, und der 3D-Druck im Gesundheitswesen veranschaulicht diese Idee perfekt. Von maßgeschneiderten Prothesen bis hin zu personalisierten Implantaten revolutionieren die Vorteile des 3D-Drucks im Gesundheitswesen die Art und Weise, wie medizinische Geräte entworfen und hergestellt werden.

Forscher erforschen bereits die Möglichkeit, Organe und Gewebe zu drucken, was den Bereich der Transplantation revolutionieren könnte. Darüber hinaus ermöglicht der 3D-Druck die Erstellung präziser Schnullermodelle für Operationen, wodurch postoperative Risiken und Komplikationen drastisch reduziert werden. Die Zukunft der Medizin ist spannend, und der 3D-Drucker steht dabei an vorderster Front.

3DPrintingInHealthcare:HowToUse3D-Drucker werden in vielen Bereichen der Medizin eingesetzt. Ihre vielfältigen Einsatzmöglichkeiten machen sie für verschiedene Bereiche der Medizin nützlich. Lassen Sie uns einen kurzen Überblick über die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten von 3D-Druckern in der Medizin geben:

Erweiterte chirurgische PlanungDas Operationsteam verwendet die Scans des Patienten, um eine Kopie/ein Modell des Patienten zu erstellen, um die Operation zu planen und durchzuführen. Diese 3D-gedruckten Modelle sind eine exakte Kopie des Operationsfeldes des Patienten. Dies bereitet den Chirurgen auf die Operation vor, erhöht seine Effizienz und verkürzt auch die Operationszeit.

Maßgeschneiderte ImplantatePersonalisierte 3D-gedruckte Implantate werden für die Rekonstruktion eines inneren Körperteils mit komplexer Geometrie verwendet. 3D-Druck wird im Gesundheitswesen für die Rekonstruktion eines Abschnitts des Schädels oder des Kiefers verwendet, der aufgrund eines Traumas oder einer Krebserkrankung verloren gegangen ist. Diese Implantate sind biokompatibel und können mit menschlichem Gewebe und Knochen verschmelzen.

Erschwingliche prothetische Körperteile3D-Druckerkönnen maßgeschneiderte Körperteile mit Präzision und Genauigkeit in großen Chargen herstellen. Dies reduziert die Kosten für viele pädiatrische Patienten, die mit zunehmendem Alter Änderungen an ihren Prothesen benötigen. Außerdem machen sie Ihre prothetischen Gliedmaßen so bequem, dass sie sich wie ein Teil Ihres Körpers anfühlen.

Herstellung medizinischer InstrumenteViele Hersteller von medizinischen Werkzeugen haben sich dem angeschlossen3D-DrucktechnologieAufgrund der Einfachheit der Technologie und der geringen Kosten können wir brandneue medizinische Geräte und chirurgische Instrumente herstellen. Der interne 3D-Druck hat auch die Produktentwicklung revolutioniert.

Drucken von Organen und Geweben für die TransplantationDer Organ- und Gewebedruck ist eines der faszinierendsten Gebiete der 3D-Druckforschung. Diese Technologie hat das Potenzial, den Bereich der Transplantation zu verändern, indem sie die Notwendigkeit eines Organs oder eines Organs eliminiert und die Gefahr einer Abstoßung verringert. Der Druck von komplizierten Geweben wie der Leber und dem Herzen hat in diesem Forschungsbereich bereits erhebliche Fortschritte gemacht.

Personalisierte MedizinEin weiterer Entwicklungsbereich mit enormem Potenzial ist der Einsatz des 3D-Drucks für die Medikamentenverabreichung. Mit dem 3D-Druck können maßgeschneiderte Medikamente hergestellt werden, die auf die besonderen Bedürfnisse einer Person zugeschnitten sind, indem Medikamente in genauen Mengen und Formen gedruckt werden. Dies kann die Wirksamkeit von Medikamenten erhöhen und die Möglichkeit von Nebenwirkungen verringern.

Zahnheilkunde3D-Druckersind aktiv am Drucken von Bohrschablonen für eine genaue Platzierung von Zahnimplantaten und für die Herstellung von passgenauen und ästhetischen Zahnkronen, Brücken und Zahnprothesen aus Keramik. Mit 3D-Druckern am Stuhl können Sie jetzt noch am selben Tag mit einer Zahnkrone rausgehen!

3D-Druck im Gesundheitswesen: der ProzessBeim dreidimensionalen (3D-)Druck werden Materialien wie Kunststoff, Metall, Keramik, Pulver, Flüssigkeiten oder sogar lebende Zellen verschmolzen oder in Schichten abgeschieden, um ein dreidimensionales Objekt zu erzeugen. Diese Methode wird auch als „Solid Free Form Technology“ (SFF), „Rapid Prototyping“ (RP) und „Additive Manufacturing“ (AM) bezeichnet.

Die Schritte im Workflow sind:1.Digitales Bild2.Design3.Digitale Dateivorbereitung4.3D-Druck5.Nachbearbeitung und Endbearbeitung

Die digitalen Scans, MRT-Scans oder CT-Scan-Berichte der gewünschten Körperteile des Patienten werden aufgezeichnet, überprüft und der 3D-Drucksoftware hinzugefügt.

CAD/CAM (computergestütztes Design und computergestützte Fertigung) identifiziert dann die interessierenden Strukturen und erstellt ein 3D-Computermodell, das gut segmentiert und markiert ist (Bildsegmentierung). Das virtuelle Design der Prothese/des Organs wird erstellt und dem Modell überlagert.

Die möglicherweise mehrteiligen 3D-Modelle bestehen aus Oberflächennetzen, Verbindungen und Oberflächenfarben. Oberflächen können auch unterteilt werden, um das Zerlegen des endgültigen Drucks zu erleichtern und so die Anzeige von Krankheiten oder Strukturen von Interesse zu erleichtern. Das 3D-Modell wird dann durch Konvertieren der DICOM-Datei in eine STL-Datei auf den Drucker übertragen, sodass die Druckersoftware es verstehen kann.

Die endgültige Prothese wird dann entweder mithilfe von Fused Deposition Modeling (FDM), Thermolink-Jet-Druck oder selektivem Laserintern (SLS) gedruckt.

Vorteile des 3D-Drucks im GesundheitswesenDas Potenzial des 3D-Drucks im Gesundheitswesen ist enorm, was ihn für die Gesundheitsbranche äußerst vorteilhaft macht.

Präzision und GenauigkeitDie Daten, die zum Drucken von 3D-gedruckten Prothesen und Geweben verwendet werden, sind digital. Es handelt sich um maschinengenähte Scans und Fotos. Daher gibt es nur sehr wenig Spielraum für eine ungenaue Dateninterpretation. Integrierte KI (künstliche Intelligenz) kann einen Bereich, der nicht ausreichend gescannt wurde, sofort erkennen.

Anpassung und Personalisierung3D-Drucker bieten die Möglichkeit, spezielle medizinische Hilfsmittel und Geräte herzustellen. Maßgeschneiderte chirurgische Werkzeuge, Implantate und Vorrichtungen können die Zeit im Operationssaal verkürzen, die Genesung des Patienten beschleunigen und die Wahrscheinlichkeit eines erfolgreichen chirurgischen Eingriffs erhöhen.

Erhöhte ProduktivitätMit dem 3D-Druck kann etwas in wenigen Stunden erstellt werden. Infolgedessen ist die 3D-Drucktechnologie viel schneller als herkömmliche Methoden zur Herstellung von Gütern wie Implantaten und Prothesen, was Umformen, Schmieden und eine lange Lieferzeit erfordert.

Bessere KosteneffizienzDer 3D-Druck kann auch die Herstellungskosten senken, indem er den Einsatz überflüssiger Materialien reduziert. Dies gilt insbesondere für kleine herkömmliche Implantate oder Prothesen, wie sie zur Behandlung von zahnärztlichen, kraniofazialen oder spinalen Anomalien verwendet werden.

Transparenz der Arbeit und ZusammenarbeitDie Art der Datendateien für den 3D-Druck ermöglicht den Datenaustausch zwischen Wissenschaftlern. Forscher können herunterladbare STL-Dateien erhalten, die in Open-Source-Datenbanken verfügbar sind, anstatt zu versuchen, komplexe Computereinstellungen zu replizieren. Sie können Designs präzise teilen, indem sie einen 3D-Drucker verwenden, um eine exakte Reproduktion eines medizinischen Modells oder eines Geräts überall auf der Welt zu erstellen!

AbschlussDer 3D-Druck im Gesundheitswesen ist zu einem nützlichen und möglicherweise bahnbrechenden Werkzeug geworden. Die Anzahl der Anwendungen ist zusammen mit der Geschwindigkeit, der Auflösung und den Materialoptionen des Druckers gestiegen. Trotz der enormen und aufregenden Vorteile des 3D-Drucks im Gesundheitswesen wird die Entwicklung einiger der neuartigsten Anwendungen, wie der Herstellung von Organen, einige Zeit in Anspruch nehmen.