3D Druck: Grundlagen und ausgewählte 3D Druck:Anwendungsbeispiele Grundlagen und in der ausgewählte Medizin Anwendungsbeispiele in der Medizin
Vorbereitet für: Marketing Club Berlin e.V. Bülowstraße 66, 10783 Berlin
Präsentation im: MotionLab ML GmbH Bouchéstrasse 12, Halle 20, 12435 Berlin
Vorbereitet von: Martin G. Bernhard Gastprofessor an der Staatlichen Universität von Montes Claros Dipl.-Ing. (Dipl.-Wirtschaftsing.), M.B.A. Eiswerderstr. 18, Geb. 148 13585 Berlin
Berlin, den 27. Juni 2018 27. Juni 2018 Martin G. Bernhard Page 1 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin Gliederung
1. 3D Druck: historischer Überblick u. Einführung 1
2. Beispiele für Anwendungsfelder in der Medizin 10
3. Ausblick 19
27. Juni 2018 Martin G. Bernhard Seite 2 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
Meilensteine des 3D-Drucks (1): Erstes Patent bereits 1987 mit dem Stereolithographie Aperatus von Charles Hull.
Das erste Patent erhielt Charles Hull Prinzip eines SLA -Druckers: ( 3D Systems) für seinen Eine dünne Schicht flüssiger Harz in einer "Stereolithography Aperatus" (1987), Wanne wird schichtweise durch eine SLA 3D Drucker. lichtaktivierte Polymerisation auf einer Platte gehärtet die sich langsam nach unten schiebt.
2007, Ablauf des Patentschutzes: Formlab und später Sharebot und weitere Firmen brachten SLA Drucker auf den Markt. Gehärtetes Kunstharz Bauteile werden Schicht für Schicht, additiv aufgebaut.
Flüssiges Kunstharz Heute können so z.B. Wanne Handtaschen gefertigt: werden => https://www.youtube.com/ watch?v=-3Enqtrl5Xk
Quelle(n): 1) Terry Wohlers - Early Research & Development , 2005. 2)27. https://en.wikipedia.org/wiki/Chuck_Hull Juni 2018 Martin G. Bernhard Seite 3 and Charles Hull (Charles W. Hull): Stereolithography (3D Printing). Inductees. National Inventors Hall of Fame. Retrieved 4 March 2014. 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
Meilensteine des 3D-Drucks (2): Nach dem SLA-Drucker folgte das Patent für den FDM- Drucker von Scott Crump. Prinzip eines Fused Deposition Modeling 3D Scott Crump (=> Stratasys) erhielt 1989 das Druckers (Schmelzfadendrucker): Patent für den "FDM" 3D Drucker (= Fused Deposition Modeling) Ein Plastikfaden wird erhitzt und durch eine Düse / Öffnung auf eine Plattform ausgestossen, um Erhitzer Z schichtweise ein Objekt zu erzeugen. Es wird häufig (X- u. Y-Richtung) mit zwei Rollen, für Bau- und Stützmaterial gearbeitet. Y X
Ausstoßdüse 2009, Ablauf des Patentschutzes: Makerbot wurde gegründet. Weitere Hersteller für „Makerbot“ folgten Stützmaterial und bauten 3D Drucker für div. Kundensegmente. Objekt Schaumplatte
Bauplattform Stütz- (Z-Richtung) Material
Video Baumaterial Druck des Chassies https://www.youtube.com/watch?v=TKkXRlli-aw
Quelle(n):27. Juni 2018 Terry Wohlers - Early Research & Development , 2005. FDM- Fused Deposition Modeling = Markenname von StratasysMartin sowie FFF- G. FusedBernhard Filament Fabrication (RepRap Community). Seite 4 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
Meilensteine des 3D-Drucks (3): 2002 - Prof. Neil Gershenfeld vom MIT stellte das Konzept für das erste "FabLab" vor.
2002: Erstes FabLab von Neil Ein FabLab (= Fabrikation und Labor) ist eine Werkstatt, die Gershenfeld am MIT vorgestellt. Fertigungsmöglichkeiten für jeden anbietet. Häufig für Start-ups, Firmen und interessierte Maker. MIT-Professor Neil Gershenfeld Das erste FabLab wurde 2002 von Neil Gershenfeld am Massachusetts spricht über sein Fab Lab: Institute of Technology (MIT) eröffnet.
http://www.ted.com/talks/neil_ge Die FabLabs etablierten weltweit die schnell wachsende "Maker" Bewegung. Heute existieren weltweit mehr als 1.000 FabLabs). rshenfeld_on_fab_labs Typische Geräte in einem FabLabs sind •3D-Drucker, •Laserschneider, CNC-Maschinen, Pressen zum Fräsen, um eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien und Werkstücke zu bearbeiten,...
Es existiert eine FabLab Charter sowie Vorschläge für die Ausstattung, den Gerätepark, das erforderliche Personal und Spielregeln um als „FabLab“ im Markt aufzutreten.
Source: https://en.wikipedia.org/wiki/Fab_lab 27.http://www.ted.com/talks/neil_gershenfeld_on_fab_labs Juni 2018 Martin G. Bernhard Seite 5 Dr. Adrian Bowyer at University of Bath - https://en.wikipedia.org/wiki/Adrian_Bowyer http://www.reprap.org/wiki/RepRap 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
Eine 3D Datei wird direkt in ein 3 dimensionales Objekt in einem additive Verfahren, Schicht für Schicht, überführt bzw. gedruckt. Das digitale Modell wird direkt gedruckt.
Ausgangspunkt ist Die 3D Datei im STL Der 3D-Drucker folgt Das gedruckte Produkt eine 3D Datei, Format wird lkonvertiert dem G-Code und wird fast ohne z.B. im STL Format. (mit einem „Slicer“) in druckt Schicht für Materialverschwendung eine für den 3D Drucker Schicht das digitale hergestellt. verständliche Sprache, Modell dem G-Code
Begriffsentwicklung
In den 80er und 90er Ca. 2010 – heute: 90er Jahre - heute : Jahren: „Rapid „Additive Manufacturing“ „3D printing“ Prototyping“ oder „AM“
27. Juni 2018 Martin G. Bernhard Seite 6 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
3D printing / Additv Manufacturing: vom 3D Modell bis zum Schicht für Schicht ausgedruckten 3D Objekt. • Mehr als 30 3D bzw. AM Technologien (2D Druck 2 Technologien: Tintenstrahl- und Laserdrucker) für verschiedene Anwendungen. Diese 30 3D bzw. AM Technologien sind nach ISO und der ASTM in 7 Technologiegruppen eingeteilt.
• Mehr als 1.000 Imputmaterialien sind für den Druck verfügbar. (Plastik, Metalle, Papier, flüssige Paste zur Herstellung von essbaren Produkten, ...). - Inputmaterialien Druckertechnologien. - Häufig liefert der 3D Drucksystemhersteller auch die Inputmaterialien.
• Weitere Begriffe: "Bioprinting“, "Nanoprinting“, „4D Druck“ (für intelligente Materialien ) und „5D Druck“.
• 3D Druck Größenbereiche: Druck von Häusern (102 Meter) bis zum Druck von DNA (DNA Fäden: Durchmesser: 2x10-9 Meter bzw. zwei Nanometer) https://www.youtube.com/watch?v=uaGEjrADGPA
• Millionen von 3D-Dateien sind im Internet zu finden, darunter viele 3D-Dateien kostenlos Suchmaschinen für 3D Dateien: www.yeggi.com/, www.yobi3d.com/, www.ifind3d.com/, Darunter auch Marktplätze für die Medizin: z.B. - http://www.bioverse.co/, - https://www.embodi3d.com/ - 3D Modell Community für Mediziner + Convert Medical Scans to 3D Printable Models Quelle(n): 1) One example which generates waste in the 3D printing process: „ Ultrasonic Additive Manufacturing “Ultrasonic object consolidation. US Patent 6,519,500 B1 Company: Ultrasonic Consolidation. Fabrisonic: SonicLayer 4000 – Hybrid additive/subtractive system - Video: https://www.youtube.com/watch?time_continue=38&v=5s0J-7W4i6s 2) 27.http://www.aniwaa.com/best-sites-download-free-stl-files-3d Juni 2018 models-and-3d-printable-files-3d-printing/)Martin G. Bernhard Seite 7 4D-Printing: https://www.youtube.com/watch?v=qMJXzPiJkH8 5D-Printing: https://www.youtube.com/watch?v=K-l2XAkZxVg 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin Insgesamt untergliedern die Normungsinstitute ASTM und ISO die 3D Drucktechnologien in 7 Technologiegruppen unter denen sich über 30 Einzeltechnologien befinden (1). Prozessklassen Pos. nach ASTM u. ISO Kurze Erklärung Abkürz. AM Verfahren Hersteller 1 SL Stereolithographie 3D Systems (US), Formlabs (US) DLP Digital Light Processing Ein flüssiger Photopolymer wird CLIP Continuous Liquid Processing VAT schichtweise in einer Wanne LCM Lithography based Ceramic Manufacturing gehärtet (Polymerisation) durch Polymerisation eine Lichtquelle (z.B. Lampe, Laserstrahl oder Holographie)
M&N SL Micro Stereolithography, Nano Stereolithography 2 Tintenstrahl Druckköpfe bringen einen BJ Binder Jetting 3D Systems (US), Stratasys, flüssigen Kleber auf dünne Schichten von Pulver. Durch das Binder Jetting Zusammenkleben des Pulvers und der einzelnen Schichten entsteht das Objekt. 3DP Three Dimensional Printing 3 PP Polymer Printing ExOne, Voxeljet Tintenstrahl-Druckköpfe sprühen geschmolzenes Material (häufig NPJ Nano Particle Jetting Material Jetting Wachs-materialien) auf, welches dann abkühlt und erstarrt und so ein Objekt entsteht. GDP Gel Dispensed Printing Stratasys (inkl. Makerbot FDM / Fused Deposition Modeling (Schmelzfadenverfahren) (Stratasys - US), Sharebot, Ein Plastikfaden wird erhitzt und FFM Fused Filament Fabrication BigRap, Markforged (US), durch eine Düse / Öffnung auf eine WDM Wachs Depostion Modeling Material Extrusion Plattform ausgestossen, um 4 schichtweise ein Objekt zu CC Contour Crafting WinSun (China) erzeugen.
AKF Airburg Kunststoff Freiformen Airburg Quellen:27. Angelehnt Juni 2018 an ISO und ASTM. ASTM – American Society for Testing and Materials Martin G. Bernhard Seite 8 https://www.astm.org/industry/additive-manufacturing-overview.html Die aktuelles Version der Namenseinteilung findet man unter der ISO/ASTM-Norm 52900 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
Insgesamt untergliedern die Normungsinstitute ASTM und ISO die 3D Drucktechnologien in 7 Technologiegruppen unter denen sich über 30 Einzeltechnologien befinden (2).
Prozessklassen Pos. nach ASTM u. ISO Kurze Erklärung Abkürz. AM Verfahren Hersteller 5 SLM Selective Laser Melting SLM Solutions, Concept Laser 3D Systems, EOS Systems, SLS Selective Laser Sintering Long Yuan LBM Laser Beam Melting (Laserstrahlschmelzen) Mit Thermalenergie wird Electron Beam Melting selectiv Lage für Lage in Powder Bed EBM (Elektronenstrahlschmelzverfahren) einem Pulverbett ein Objekt Fusion durch Verschmelzung MJF Multijet Fusion erzeugt.
HSS High Speed Sintering Einzelne Materialblätter (z.B. Layer Laminate Manufacturing (Schicht Laminat MCOR, Laminated Object 6 Papier, Metall, ) werden LLM Verfahren) Manufacturing, Sheet Lamination Lage für Lage verklebt und UAM Ultrasonic Additive Manufacturing geschnitten um ein Objekt zu bauen 3DSP 3D Screen Printing (Siebdruck) Fokussierte thermische Optomec (US), Trumpf (DE), 7 Energie wird verwendet, um LMD Laser Metal Depostion, Cladding, Auftragsschmelzen INSSTEK (KR) Direct Energy Materialien durch WAAM Wire Arc Additive Manufacturing Depostion Schmelzen zu EBW Electron Beam Welding (Electronstrahlschmelzen) verschmelzen, während sie abgeschieden werden HVOF High Velocity Oxygen Fuel (Kaltgasspritzen)
Quellen:27. Angelehnt Juni 2018 an ISO und ASTM. ASTM – American Society for Testing and Materials Martin G. Bernhard Seite 9 https://www.astm.org/industry/additive-manufacturing-overview.html Die aktuelles Version der Namenseinteilung findet man unter der ISO/ASTM-Norm 52900 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
3D-Druck Nutzung (Beispiele) in verschiedenen Branchen: Nahezu 100% Rapid Ersatz- Komponenten Marketing Prototyping teile / vollständiges & Sales Endprodukt
Flugzeugindustrie
Busindustrie Bauindustrie Tinello Küchen (Niederlande) http://www.winsun3d.com/En/ Eisenbahnindustrie LSEV
Erste Autohersteller https://www.youtube.com/watch?v=llqAvDLjVCw Coca Cola Selfies (Israel) Solarplatten https://youtu.be/Ws7OjDe8Ws4 > 50% der Autohersteller Industrien Elektrische Mountainbikes Industrie (Slovak Company, Sportwaren VW – Entwerfen Sie Ihr LKW-Hersteller Kinazo Design) Industrie eigenes Poloauto https://youtu.be/46rCu9l0sxs
Brillengestelle Flugzeugindustrie Niederländisches Konsortium (Lieferanten, e.g. GE) (Schiffsbauer) Belg. Versicherung DVV: Kunden scannen ihren www.myminifactory.com/ Schlüssel. Bei Verlust Ausdruck https://youtu.be/-_ayHfaHCXQ Prothesen http://blog.drupa.com/de/5-ways-how- 27. Juni 2018 http://www.3ders.org/articles/20180207-creator-of-liberator-3d-printed- Seite 10 gun-talks-state-of-diy-handguns-in-new-video.htmlMartin G. Bernhard 3d-printing-takes-marketing-to-a-new- https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_3D_printed_weapons_and_parts level/ 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin Gliederung
1. 3D Druck: historischer Überblick u. Einführung
2. Beispiele für Anwendungsfelder in der Medizin
3. Ausblick
27. Juni 2018 Martin G. Bernhard Seite 11 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
3D Druck Anwendungsfelder in der Medizin (Auszug):
9. Hals-Nasen- 1. Medizinische 5. Zahnheilkunde Ausbildung Ohren Chirurgie
2. Planung von 10. Herz u. 6. Gesichtschirurgie Operationen Gefäßchirurgie
3. Augenheilkunde 7. Orthopädie 11. Innere Medizin (Ophthalmologie)
4. Plastische 8. Wirbelsäulen- 12. Dermatologie Chirurgie chirurgie (Haut)
P13. Pillen
P14. Individuelle Krankenhausnahrung für Patienten aus dem 3D Drucker
P15. 3D Druck für Notfalleinsätze und Ausstattung für Notfallgebiete
27. Juni 2018 Martin G. Bernhard Seite 12 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
3D Druck Anwendungsfelder in der Medizin: Augenheilkunde. Hornhaut (human corneas): 3. Augenheilkunde Erste Hornhaut mit 3D-Drucker an der Newcastle University (Ophthalmologie) (Großbritanien) gedruckt. Nach Verletzungen und Infektionen der Hornhaut kann eine Transplantation Blindheit verhindern. Prothetische https://www.futuretimeline.net/blog/2018/05/31.htm https://futurism.com/3d-printed-corneas-humans/ Augen https://medicalxpress.com/news/2018-05-3d-printed-human-corneas.html Quelle: https://kurier.at/wissen/gesundheit/erste-hornhaut-mit-3d-drucker- Fripp Design gedruckt/400043185 Fripp Design (Großbritanien) hat prothetische Augen entwickelt, die viel billiger als handgemachte Augen sind (http://www.frippdesign.co.uk/problems-solved/manchester-metropolitan- university/ ) Augenlinsen: Luxexcel (The Netherlands) druckt transparente Produkte (Acrylic Products), so auch Augenlinsen ohne sichtbare Effekte der Layer- by-Layer Technologie. https://www.luxexcel.com/ http://3dprintingindustry.com/2016/05/02/3d-print-lenses https://youtu.be/shlvUpbj_2I Bionische Augen Ein Bionisches Auge wurde angepasst für den Bionische Augen britischem Pensionär Ray Flynn. Er kann zum Designstudio Mhox (Italien): Fernziel ersten Mal Gesichter erkennen, nachdem er für ca. 2025: 3D-gedruckte bionische seine Sehkraft durch altersbedingte Makulade- Augen mit einer besseren Sicht, generation verloren hatte. einer eingebauten Kamera und Filter zu entwickeln (http://www.telegraph.co.uk/news/science/science-news/11753949/Bionic-27.Quelle: Juni 2018 Seite 13 eye-fitted-to-British-pensioner-in-world-first.html) Martin(http://mhoxdesign.com/eye-en.html) G. Bernhard 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
3D Druck Anwendungsfelder in der Medizin: die Orthopädie wird eine der großen Medizinanwender von 3D Druck werden. 7.1 Am Körper 7. Orthopädie 7.2 Im Körper • Exoskeletten 7.1.2 Hand-/Arm- und • Gelenke, • Hand-, Arm-, Bein- Beinprothesen • Knochen(ersatz), etc. Prothesen, (z.B. Open Bionics) 7.2.1 Speziell Kniegelenkersatz. • Schuh(einlagen), etc. ConforMIS Ing. / USA – Hersteller von 3D-gedruckten Gelenken) 7.1.1 2. Exoskeletten (JAECO Orthopedic / USA)
http://www.thingiverse.com/thin g:1489003 Daniel Lopes (Engineer from MIT) 7.2.2 Knochen(ersatz) An example from Belo Mimedis (Schweiz) über Medical Contract Horizonte, Minas Gerais) Manufacturing. Herstellung passgenauer Knochenimplan tate aus dem 3D-Drucker 7.1.3 Individueller „Cast“ spezialisiert ist, bietet einen Service, bei dem (Activarmor / USA) Ärzte individuelle Implan tate für Patienten bereits nach wenigen Tagen, anstatt nach einigen Wochen, erhalten.
https://activarmor.com/ / USA) Material & Verfahren: biokompatiblem Titan mit open-lattice plastic dem EBM-Verfahren. 27. Juni 2018 https://youtu.be/WBRuOTCPGjMMartin G. Bernhard Seite 14 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
3D Druck Anwendungsfelder in der Medizin: Orthopädie.
GO Wheelchair 7. Orthopädie britische Designer Benjamin Hubert & Materialize 7.1 Am Körper
7.1.4 Rollstuhl Der weltweit erste Rollstuhl aus dem 3D-Drucker:
• Individuell anpassbarer Rollstuhl.
• Leichtgewichtige Titan-Rahmen und die schmalen Titan-Fußstützen (anstelle einer sperrigen veralteten Konstruktionen klassischer Rollstühle).
• Die Fuß stützen verfügen über eine Anti-Rutsch-Oberfläche und werden perfekt auf die Beinlänge des Benut zers angepasst.
• Die Räder besitzen leichte Kohlefaser-Speichen und sind mit High-Grip-Push-Felgen ausgestattet.
Quelle:27. Juni http://www.3d-grenzenlos.de/magazin/3d-objekte/go-wheelchair-27173363.html 2018 Martin G. Bernhard Seite 15 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
3D Druck Anwendungsfelder in der Medizin: Dermatologie (Haut).
12. Dermatologie (Haut)
Gedruckte Haut für medizin. Tests Elektronik-Sensoren auf der Druck einer Anti-Akne-Maske Druck von Haut durch z.B. durch Haut Britische Wissenschaftler der University Organovo (USA) oder LabSkin zur Diagnose bei Verletzungen College London School of Pharmacy Creations (Frankfreich) für Wissenschaftler der Universität von entwickeln Anti-Akne-Maske mit einem Medikamenten- und Kosmetiktests Minnesota drucken kostengünstige 3D-Drucker (nachdem vorher die Nase durch z.B. JALA Cosmetics Group Elektronik als Sensoren direkt des Patienten eingescannt wurde).zur (China) führt zu weniger auf die menschliche Haut, z.B. für gezielteren Akne-Behandlung Tierversuchen und benötigt weniger die Überwachung von Verletzungen May 30, 2016: https://www.3d- Haut von Spendern. bei Soldaten. grenzenlos.de/magazin/forschung/anti-akne- maske-aus-3d-drucker-27175893.html https://www.sciencedaily.com/releases/2 018/04/180425131914.htm
Quelle(n): /https://www.3d- grenzenlos.de/magazin/zukunft-visionen/kuenstliche-27.Quelle: Juni 2018 Martin G. Bernhard Seite 16 haut-aus-3d-drucker-27221983/ 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
Vorteile durch 3D Druck in der Medizin (1):
1. Günstigerer Preis: Der Preis für z.B. eine Gesichtsprothese, Armprothese oder einer Zahnkrone aus einem entsprechenden 3D-Drucker ist wesentlich günstiger als mit anderen Herstellungs- verfahren. Die häufig vorkommende umfangreichere manuelle Arbeit übernimmt zukünftig der 3-D- Drucker.
2. Bessere Qualität und weniger Schmerzen: Aus eigenen Erfahrungen in Gesprächen mit Zahnärzten im Ausland kann bestätigt werden, dass die Qualität auf Basis von Scannwerten und ausgedruckten Teilen wesentlich besser ist. Schmerzen beim Tragen einer Prothese oder eines Zahnersatzes werden vermindert oder liegen gar nicht mehr vor.
3. Beschleunigter Produktionsprozess: Eine Prothese ist nach Hersteller- und auch Dienstleisterangabe in nur wenigen Tagen abholbereit, eine Zahnkrone kann in 10 Minuten gedruckt werden, und der Patient hat somit deutlich weniger Termine beim Arzt.
4. Mehrere Ärzte können sich einen Drucker teilen und so ohne Labor und Transportwege selbst das Zielobjekt, z. B. die Zahnkrone, drucken.
27.Quelle: Juni 2018 Bernhard, M., Brunner, W., Schoolmann, J. - 2016 - nicht publiziert. Martin G. Bernhard Seite 17 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
Vorteile durch 3D Druck in der Medizin (2):
5. Der Vorteil von additiven Produktionsverfahren: es entsteht weniger Abfall. Der Materialeinsatz bemisst bei additiven Verfahren wesentlich geringer (wie z.B. subtraktiven Verfahren); es werden nur diejenigen Ressourcen (Plastik-Paste, Metall-Puder, Karbonfaser) eingesetzt, die tatsächlich gebraucht werden. Inzwischen werden auch vielfältig Recycling-Materialien für den 3D-Druck eingesetzt.
6. Gesamtwirtschaftlich und umweltfreundlich gleichermaßen interessant sein dürfte, ist dass erhebliche Transportkosten – selbst bei den kleinen Medizinprodukten - eingespart werden. So wird das gewünschte (Ersatz-)Teil nicht mehr beim Hersteller produziert, sondern direkt beim oder nahe dem Kunden (z. B. Optiker oder Akustiker) unmittelbar oder zumindest in seiner Nähe ausgedruckt. Ganze Logistikketten werden durcheinander gewürfelt. Transportleistungen und Lagerhaltung werden reduziert, sogar teilweise digitalisiert für Ersatzteile. Im Extremfall können auch Endkunden selbständig agieren.
7. Entwicklungsländer mit geringen Technologie- und Forschungsstandards können selbst mit einfacheren 3-D-Druckern zu Innovatoren werden. Alois Mbutura, ein Student an der University of Nairobi in Kenia, entwickelte einen kostengünstigen Venenfinder mit einem Makerbot 3D-Drucker, um die Arbeit der Ärzte mit Kleinkindern zu erleichtern (http://3- D3Druck.com/medizin/kenianischer-student-druckt-venenfinder-fuer-kleinkinder-1221567/).
27.Quelle: Juni 2018 Bernhard, M., Brunner, W., Schoolmann, J. - 2016 - nicht publiziert. Martin G. Bernhard Seite 18 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
Nachteile: 1. Es wird genau das gedruckt, was im 3D-File (der Datenquelle) steht. Fehler können mitunter erst später teuer behoben werden. Das 3D-File ist der Ausgangspunkt und das Herzstück des Prozesses.
2. Es ist im Moment noch nicht sichergestellt, wie Urheberrechte gewahrt und kontrolliert werden können. In der Zukunft möchte ein Patient letztendlich wissen, ob sein Organ oder sein Knochen ein Markenprodukt eines namhaften Unternehmens ist und auch tatsächlich für ihn erzeugt wurde.
3. Speziell für wenig oder völlig unregulierte Anwendungen (z.B. 3D-Druck von DNA) fehlen globale Regeln, um einen Übergang in eine womöglich künstliche Welt zu verhindern.
4. Im August 2016 hat der damalige UN Generalsekretär Ban Ki-Moon auf die Gefahren dieser Technologie hingewiesen: „Es ist das klassische Super-Technologie-Dilemma. Was passiert, wenn die 3D-Druck- Technologie in die falschen Hände fällt?“ Dies gilt neben den mechanischen auch für die chemischen und biologischen Bedrohungen aus dieser Technologie heraus. Beispiele: Druck von Pillen, Organen, Waffen, Geld, etc.
5. Es wird häufig in jenen Ländern mit einer neuen Technologie begonnen, in denen die geringsten Regulierungsstandards bestehen. Das vergrößert das Gefahrenpotential erheblich!
6. Es besteht die Gefahr, dass eine Vielzahl von manuellen Arbeiten wegfallen. Dafür werden aber andere Fähigkeiten rund um den 3D-Druck aufgebaut werden müssen. Bis heute gibt es zum Thema 3D-Druck in Deutschland noch keine Ausbildungsberufe. Auch die Schulen befinden sich noch in den Anfängen. Sollte Deutschland hier nicht nachziehen, entstehen die Jobs womöglich in anderen Ländern. Handlungsbedarf!!! 27.Quelle: Juni 2018 Martin G. Bernhard Seite 19 Bernhard, M., Brunner, W., Schoolmann, J. - 2016 - nicht publiziert. 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
Gliederung
1. 3D Druck: historischer Überblick u. Einführung
2. Beispiele für Anwendungsfelder in der Medizin
3. Ausblick
27. Juni 2018 Martin G. Bernhard Seite 20 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
Ausblick: 3D-Druck im medizinischen Bereich kann eine kleine Revolution einläuten. Dort wo hochindividuelle Produkte entwickelt und für Patienten eingesetzt werden können, dürfte sich der 3D-Druck etablieren. Aber der 3D- Druck dürfte sich in Deutschland vermutlich immer noch im Anfangsstadium befinden.
Es existieren je nach Bedarfssituation in den einzelnen Ländern unterschiedliche praktische Anwendungen. Ein länderübergreifennder Überblick über die verschiedenen 3D Druck-Medizin-Anwendungen existiert leider nicht. Zudem verfügen die Länder über unterschiedliche Zulassungssysteme. Eine Verbreitung einer erprobten und zugelassenen 3D Druckanwendung in andere Länder dauert so zudem sehr lange.
Eine stärkere Verbreitung der 3-D-Druck-Technologie ist zwingend notwendig a) in Schulen, im Studium, in der beruflichen Ausbildung b) durch frei zugängliche Fablabs (Fabrication Laboratories) und c) durch die vermehrte Nutzung von Home Desktop Printern dürfte ein kontinuierlicher Schub von 3D Druck entstehen, auch in der Medizin.
Völlig neue Berufsbilder müssen und werden auch in der Medizin entstehen: 3D-Medical-Designer, 3D- Medical-Supporter oder ähnliches. Hier müssen medizinische Kenntnisse und technologische Kenntnisse zusammen kommen. Vorstellbar ist die Weiterentwicklung der klassischen MTA, MTLA oder CTA- Laufbahnen. Aber auch Ärzte werden sich in dieser Technologie ausbilden müssen, um zukünftig konkurrenzfähig zu bleiben.
Wir selbst werden einmal mehr Zeitzeugen, wie sich die Medizinbranche in den kommenden Jahren (auch durch die künstliche Intelligenz und Robotik) zu einem beträchtlichen Teil neu erfinden wird.
27.Quelle: Juni 2018 Bernhard, M., Brunner, W., Schoolmann, J. - 2016 - nicht publiziert. Martin G. Bernhard Seite 21 3D Druck: Grundlagen und ausgewählte Anwendungsbeispiele in der Medizin
Vielen Dank!
Im Fall von Fragen:
Martin G. Bernhard Gastprofessor an der Universität von Montes Claros Dipl.-Ing. (Wirtschaftsing.), M.B.A.
Mobil: +49 176 459 18 671 [email protected] Skype: mgbernhard1
ECG Management & Advisory Services / Prof. Martin G. Bernhard Eiswerderstr. 18, Gebäude 148 13585 Berlin
27. Juni 2018 Martin G. Bernhard Seite 22