Additive Fertigung in Medizin und Zahnmedizin

Im medizinischen und zahnmedizinischen Bereich hat jeder Patient einzigartige Probleme und Lösungen. Aus diesem Grund sind häufig umfangreiche Anpassungen und Präzision erforderlich. Und wenn es um kundenspezifische Lösungen und Behandlungen geht, gibt es keine andere Fertigungstechnologie, die so gut ist wie die additive Fertigung. Tatsächlich bietet der 3D-Druck lokalisierte Optionen, Lösungen und Werkzeuge, um den verschiedenen Spannungen zu begegnen, mit denen die Welt konfrontiert ist, wie z. B. der COVID-19-Pandemie.

Warum additive Fertigung im medizinischen und zahnmedizinischen Bereich?

Biokompatibilität

Es gibt viele biokompatible Materialien, die mit dem 3D-Druck verfügbar sind. Das bedeutet, dass sie bei Kontakt mit einem biologischen System nicht reagieren, was bei Implantaten, Prothesen und Zahnprothesen usw., die mit menschlichem Gewebe in Kontakt kommen, von größter Bedeutung ist.

Der internationale Standard für Gerätetests, ISO 10993, enthält Informationen darüber, wie biokompatible Materialien getestet und als Teil eines umfassenderen Risikomanagements und einer Risikominderungsstrategie verwendet werden können. Die Qualifizierung dieser Tests stellt sicher, dass die Materialien bei Kontakt nicht schädlich sind, d. h. nicht toxisch sind, oder dass sie keine Hautreizungen verursachen.

Sterialisierbarkeit

Die Sterilisation macht ein Teil oder Gerät frei von Bakterien und Viren usw. Viele Materialien wie ABS 30i sind auf viele Arten sterilisierbar, z. B. durch Gammastrahlung und Alkoholsterilisation. Dies macht die additive Fertigung zur besten und günstigsten Methode zur Herstellung sterilisierter Teile.

Bio-Verwendbarkeit

Neben der Biokompatibilität müssen Ersatzteile wie Prothesen, Zahnprothesen und Implantate auch ähnliche physikalische Eigenschaften aufweisen, die den ursprünglichen Körperteilen entsprechen. Beispielsweise muss ein Knochenersatz oder ein Gelenkteil hart sein und einer hohen Druckfestigkeit und Ermüdung standhalten. Viele für die Medizintechnik geeignete Materialien wie Titan erfüllen genau den Zweck und werden mit Hilfe von AM patientenindividuell angepasst.

Anpassung

Keine zwei Patienten sind gleich. Zum Beispiel unterscheiden sich sogar bei einem Patienten das linke und das rechte Ohr in Größe und Form. Es gibt keine Hörgerätegröße, die allen passt und sich für jeden angenehm anfühlt. Dies zeigt, dass eine Anpassung erforderlich ist, was der Hauptvorteil von AM ist. Carbon DLS ist in der Tat in der Lage, hochpräzise Teile mit weichen Elastomeren herzustellen, die in das Ohr des Patienten passen.

Prototyping

Die additive Fertigung ist bekannt für ihre Rapid-Prototyping-Fähigkeiten, die in der Medizin- und Dentalbranche stark genutzt werden. Seien es die Modelle des Kiefers oder der Knie eines Patienten, die Ärzte haben ein lebensgroßes Modell, das sie besprechen können, anstelle eines 2D-Röntgenberichts oder eines Scanberichts.

Der andere Vorteil ist, dass die Daten eines bestimmten Patienten in Form von CAD-Modellen gespeichert werden können. Diese helfen sehr bei der Herstellung von patientenspezifischen Implantaten und vor allem in der Zahnmedizin, da dies hilft, die exakte Zahnform und -größe nachzubilden.

Anwendungen des 3D-Drucks in der Medizin und Zahnmedizin

Kostengünstige und bezahlbare Prothesen und Orthesen

Viele Unfälle ereignen sich in einem Jahr und viele verlieren dadurch Gliedmaßen. Aber obwohl der Prozess der Anschaffung von Prothesen recht einfach ist, bleibt er sehr teuer. Das Aufkommen von AM in diesem Bereich hat diese kostspielige Aufgabe vom Design einer geeigneten Prothese bis zur Herstellung zu einer erschwinglichen und zugänglichen Option gemacht.

Der 3D-Druck hat die Analyse, das Design und die Herstellung einer patientenindividuellen Prothese erheblich vereinfacht und wird für viele zu einer Rettung. Dasselbe gilt auch für die Zahnmedizin – es ist viel einfacher, einen Kiefer und Zähne zu analysieren und sie mit CAD nachzubilden, gefolgt von 3D-Druck.

Inhouse-Druck und Rapid Prototyping

Ein 3D-Drucker im Krankenhaus oder in der Forschungseinrichtung trägt dazu bei, die Innovation zu fördern und die Behandlung durch mehrere Iterationen im Design und Druck viel schneller und billiger zu verbessern. Für die Auszubildenden und Medizin-/Zahnmedizinstudenten ist es einfacher, sich in komplizierten Fällen durch ein Live-Modell als durch 2D-Berichte zu verstehen und weiterzubilden.

3D-Biodruck und Tissue Engineering

Wenn ein Organ beschädigt ist und behandelt werden muss, kann dies mit Hilfe von Spenderorganen, Autotransplantaten oder Transplantaten eines Gewebes erfolgen, das an einem anderen Ort entnommen und an der beschädigten Stelle platziert wird. Dies ist ein Teilbereich des Tissue Engineering.

In Zukunft kann der 3D-Druck diesen Prozess revolutionieren, indem er die Transplantatmethode durch den Druck mit kompatiblem Material ersetzt, das viele Leben retten kann. Von Zellstrukturen bis hin zu Schädelersatz gibt es in diesem Segment viel Spielraum und die Forscher arbeiten daran, es zu einer praktikablen Option mit großem Potenzial für die Zukunft zu machen.

Überblick über die additive Fertigung in der Medizin- und Dentalindustrie

Schlussfolgerung

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