CAMed - Klinische Fertigungsverfahren für medizinische Anwendungen

Generative Fertigungsverfahren (Additive Manufacturing, AM) haben sich in letzter Zeit rasch zu einer Technologie entwickelt, die es erlaubt, Produkte aus einer Vielzahl von Materialien wie Polymere, Keramik oder Metalle mit fast unbegrenzten Design-Möglichkeiten zu gestalten. Das innovative Potential dieser Verfahren zeigt sich auch durch seinen Einfluss auf die medizinische Fertigungsindustrie, die Kliniken mit einer stetig wachsenden Zahl an 3D gedruckten Medizinprodukten beliefert. Das wirklich revolutionäre und bisher noch nicht realisierte Potential von AM für medizinische Anwendungen liegt jedoch im Druck personalisierter Implantate direkt in der Klinik. Derzeit werden Brüche oder Läsionen nach Traumata oder Tumoren meist durch die improvisierte Verwendung von suboptimalen Implantaten behandelt. Komplexe orthopädische Frakturen werden beispielsweise durch das intraoperative, händische Biegen von Standard-Metallplatten fixiert. Die Nachteile dieser Behandlung sind verlängerte Operationszeiten und die Entstehung vorgegebener Bruchstellen im Metall, die in weiterer Folge zu einem Defekt des Implantats führen (und daher zu Folgeoperationen und zusätzlicher Morbidität). Rippen, die im Rahmen einer Tumorresektion entfernt werden müssen, werden ganz ähnlich durch relativ dünne Metallgurte ersetzt, die eine intraoperative Anpassung an die patientenspezifische Krümmung des Thorax erfordern. Diese Implantate sind außerdem steif und werden häufig durch die Atembewegungen und Kräfte von außen stark deformiert, was wiederum rehabilitierende Operationen zur Folge hat (häufig mehrfach). Die Rekonstruktion nach Tumor-assoziierten Kraniotomien erfordert automatisch eine zweite Operation, weil die dafür verwendeten patientenspezifischen Implantate derzeit von externen Unternehmen hergestellt werden (mit einer typischen Wartezeit von sechs Wochen). Der eigentlich große Vorteil dieser passgenauen Implantate geht jedoch verloren, da sich in der langen Wartezeit die Ausmaße der Läsion stark verändern können. Die klinikinterne additive Fertigung basierend auf optimierten anwendungsspezifischen Materialien kann die Gesamtsituation für diese Patienten signifikant verbessern. Allgemeine Stressfaktoren für die Patienten würden reduziert werden, da keine zweite Operation notwendig wäre (Reduktion weiterer möglicher Komplikationen). Diese Vorteile würden in weiterer Folge auch erhebliche Kosteneinsparungen im Gesundheitssektor bedeuten. Eine erfolgreiche klinische Implementierung von generativen Fertigungsverfahren erfordert auch die Verbesserung und Anpassung damit verbundener Schlüsselprozesse wie beispielsweise die Beschaffung, Analyse und Umsetzung von Patientendaten, die Auswahl optimierter, anwendungsspezifischer Materialien und in jedem Fall die Auswahl der geeigneten AM-Technologie. Diese technologischen Entwicklungen erfordern die Anbindung der medizinischen Betrachtungsweise und Anforderung an die Expertise der (industriellen) Entwickler. Das Projekt CAMed wird daher Kliniker, medizinische und Materialwissenschaftler sowie Unternehmenspartner in einer eng vernetzten, fokussierten Kooperation zusammen bringen, um AM-basierte Prozesse für die klinische Fertigung passgenauer Implantate für spezifische medizinische Anwendungen zu entwickeln. Medizinische Experten und ihre Patienten werden daraus resultierend von den enormen potentiellen Vorteilen des klinischen 3D-Drucks profitieren.