3D Drucker Medizintechnik, Additive Fertigung von Medizinprodukten, Rapid Prototyping Medizintechnik

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Die Erfindung des 3D-Druckers wurde erstmals 1950 von Raymond F. Jones beschrieben, der ihn als „Molekularspray“ bezeichnete. 1985 patentierte Johannes F. Gottwald eine Vorrichtung, die eine Metallfabrikation mit einer wiederverwendbaren Oberfläche bildete, die dann wieder verwendet werden konnte. Dies ist vielleicht das früheste bekannte Patent, das den 3D-Druck beschreibt. Seitdem hat sich die Branche schnell weiterentwickelt und verzeichnet ein erhebliches Wachstum.

Der offensichtlichste Vorteil von AM ist, dass es schnell produziert werden kann. Der Prozess kann verfeinert werden, um eine Präzision im Mikrometerbereich zu erreichen, was die Genauigkeit von Zahnimplantaten erhöht und die Schmerzen des Patienten reduziert. Darüber hinaus sind AM-Produkte relativ traditioneller Natur, was bedeutet, dass sie Eigenschaften wie konstante Qualität und Langlebigkeit aufweisen. Kurz gesagt, AM ist ein äußerst wünschenswertes Werkzeug für viele Branchen. Dies liegt daran, dass es ein schnelles Prototyping ermöglicht und die Entwicklungszeit verkürzt.

Das Wachstum des Marktes für additive Fertigung mit 3D-Druckern wird voraussichtlich in Nordamerika am höchsten sein. Mit einer Marktgröße von 3,39 Milliarden US-Dollar im Jahr 2018 wird erwartet, dass Nordamerika den Markt in den kommenden Jahren dominieren wird. Erhöhte Investitionen in fortschrittliche Fertigungstechnologien und die Präsenz wichtiger Akteure in dieser Region werden das Wachstum in dieser Region vorantreiben. Die am schnellsten wachsenden Regionen werden der asiatisch-pazifische Raum und Lateinamerika sein, wobei das Wachstum durch die Einführung neuartiger Fertigungstechniken und die Nachfrage nach kundenspezifischen Produkten vorangetrieben wird. In der Zwischenzeit wird erwartet, dass der Nahe Osten und Afrika aufgrund der Einführung moderner Softwarelösungen und der Entstehung von Schwellenmärkten ein stetiges Wachstum aufweisen werden.

Die Vorteile von 3D-gedruckten chirurgischen Instrumenten liegen nicht nur in reduziertem Kosten- und Zeitaufwand, sondern auch in der Designflexibilität. Darüber hinaus können diese Instrumente an bestimmte Funktionen angepasst werden, wodurch die mit der traditionellen Chirurgie verbundenen Risiken reduziert werden. Forscher der US-Armee und -Marine haben ein 3D-gedrucktes chirurgisches Kit für den Einsatz im Feld entwickelt. Das Kit enthält eine Kelly-Gefäßklemme, einen Nadeltreiber, eine Gewebezange, eine Schere, einen Retraktor und einen Skalpellgriff.

Der Einsatz additiver Fertigungssysteme wurde bereits über den Bereich mechanischer Medizinprodukte hinaus erweitert. Es gibt jedoch noch viele Herausforderungen im Zusammenhang mit der Ausweitung der Anwendung der Technologie auf andere Branchen. Die Zahl der Anwendungen für ein Medizinprodukt zu erhöhen, ist eine der größten Herausforderungen in diesem Bereich. Oft ist das neue Material nicht biokompatibel. Außerdem ist eine Sterilisation erforderlich, um die Vorrichtung zu sterilisieren, was sie auf lange Sicht unwirksam macht.

Die Möglichkeit, ein patientenindividuelles Implantat herzustellen, ist ein großer Vorteil des 3D-Druckers. Typischerweise müssen Implantate individuell angefertigt werden, was zeitaufwändig und kostspielig ist. Mit Hilfe eines 3D-Druckers können Implantate individuell an den Körper des Patienten angepasst und in einer Titanlegierung gedruckt werden. Das Titanlegierungsimplantat von Ortho Baltic Implants ist ein hervorragendes Beispiel für diese Art von Implantat, das mit dem direkten Metalllaser-Sinterverfahren gedruckt werden kann.