3D-Druck hilft Ärzten bei der Behandlung von Lupus

Einmal mehr wenden sich Ärzte dem 3D-Druck zu, um einzigartige Probleme im medizinischen Bereich zu lösen. In diesem Fall haben Ingenieure und Ärzte an der University of Minnesota Twin Cities die Technologie genutzt, um ein einzigartiges lichtsensitives medizinisches Gerät zu entwickeln, das bei der Behandlung von Lupus, einer oft schwächenden Autoimmunkrankheit, eingesetzt werden kann. Wenn das Gerät direkt auf der Haut platziert wird, ermöglicht es Informationen in Echtzeit, um die Lichtexposition mit dem Ausbruch der Krankheit zu korrelieren. Es soll den Ärzten helfen, individuellere Behandlungen und Informationen anzubieten.

Lupus ist eine Autoimmunerkrankung, d. h. das körpereigene Immunsystem greift seine eigenen Gewebe und Organe an. Nach Angaben der Mayo Clinic kann die daraus resultierende Entzündung mehrere Körpersysteme beeinträchtigen, darunter Gelenke, Haut, Nieren, Blutzellen, Gehirn, Herz und Lunge. Lupus ist nicht nur schwierig zu diagnostizieren, sondern auch zu behandeln, zumal keine Fälle exakt gleich sind. Da die Lupus Foundation of America schätzt, dass 1,5 Millionen Amerikaner und mindestens 5 Millionen Menschen weltweit an einer Form der Krankheit leiden, ist es von entscheidender Bedeutung, Wege zur Hilfe zu finden.

Erste Testergebnisse sind vielversprechend (Bildnachweis: University of Minnesota)

Die Forscher nutzten den 3D-Druck, um personalisierte Geräte herzustellen, die wiederum für personalisierte Behandlungen von Lupus-Patienten verwendet werden können. Da die Krankheit bekanntermaßen lichtempfindlich ist und sich bei UV-Belastung (sowohl durch Sonnenlicht als auch durch künstliches Licht) verschlimmert, suchten die Autoren nach einem Gerät, mit dem die Korrelation zwischen Licht und den Symptomen der Krankheit verfolgt werden kann. Dr. David Pearson, Dermatologe an der University of Michigan Medical School und Mitautor der Studie, erläuterte die Bedeutung dieser Art von Forschung: „Ich behandle viele Patienten mit Lupus oder verwandten Krankheiten, und es ist klinisch gesehen eine Herausforderung, vorherzusagen, wann die Symptome der Patienten aufflammen werden. Wir wissen, dass ultraviolettes Licht und in einigen Fällen auch sichtbares Licht Symptome auslösen können – sowohl auf der Haut als auch in Innenräumen – aber wir wissen nicht immer, welche Kombinationen von Lichtwellenlängen zu den Symptomen beitragen.

3D-Druck eines Geräts zur Unterstützung von Lupus-Patienten

Die Ergebnisse werden in einer in Advanced Sciences veröffentlichten Forschungsarbeit mit dem Titel „3D Printed Skin-Interfaced UV-Visble Hybrid Photodetectors“ vorgestellt. Es wird zwar nicht erwähnt, welche 3D-Drucktechnologie verwendet wurde, aber es scheint, dass Pearson durch die Existenz von maßgeschneiderten 3D-gedruckten tragbaren Geräten inspiriert wurde, einschließlich solcher, die von einem Kollegen am College of Science and Engineering der University of Michigan, Michael McAlpine, entwickelt wurden. McAlpine und Pearson sind Co-Autoren des Papiers, zusammen mit einer Forschungsgruppe, die an der Entwicklung der ersten 3D-gedruckten Vorrichtung mit einem flexiblen UV-Lichtdetektor arbeitet. Anschließend wurde es in eine speziell angefertigte Handkonsole integriert, mit der die Lichtexposition kontinuierlich überwacht und mit den resultierenden Reaktionen korreliert werden konnte. Das Gerät besteht aus mehreren Schichten biokompatibler Materialien auf Silikonbasis und enthält Elektroden und optische Filter.

Abgesehen von der Möglichkeit, das Gerät individuell zu gestalten, hatte der Einsatz des 3D-Drucks natürlich noch eine Reihe von weiteren Vorteilen. Der 3D-Druck ist im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren relativ schnell und auch relativ kostengünstig. Die Forscher hoffen daher, dass sich diese Geräte durchsetzen und einen schnellen und einfachen Zugang zur Behandlung ermöglichen werden. Derzeit hat das Forschungsteam bereits die Genehmigung erhalten, das Gerät am Menschen zu testen, und plant, bald mit der Aufnahme von Studienteilnehmern zu beginnen.

Pearson fasst zusammen: „Es gibt derzeit kein anderes Gerät mit diesem Potenzial für individuelle Anpassungen, das so einfach herzustellen ist. Der Traum wäre es, einen dieser 3D-Drucker in meiner Praxis zu haben. Ich könnte mir einen Patienten ansehen und beurteilen, welche Wellenlängen des Lichts wir auswerten wollen. Dann könnte ich sie für den Patienten ausdrucken und ihm aushändigen. Ich könnte es zu 100 Prozent auf ihre Bedürfnisse abstimmen. In diese Richtung geht die Zukunft der Medizin.“

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*Titelbildnachweis: ISM / Medical Images