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Eine künstliche Lunge in 3D gedruckt

Am 20. August 2018 von Jacqueline O. veröffentlicht
künstliche Lunge in 3D

Schätzungen gehen davon aus, dass zehn bis zwölf Prozent der Erwachsenen über 40 Jahren unter COPD leiden. Typische Anzeichen von chronisch obstruktiver Lungenerkrankungen (COPD) sind Husten, Bronchitis und Atembeschwerden. Zu den Beschwerden kommt für die Patienten eine teure und sperrige Behandlung durch die Herz-Lungen-Maschine.

Anwendungen der Additiven Fertigung in der Medizin sind lange keine Neuheit mehr. Die zahlreichen Möglichkeiten, die diese neue Technologie bietet haben bereits einige Forschungen angetrieben.

So wird auch mithilfe des 3D-Drucks nach einer besseren Lösung für Patienten mit COPD gesucht. Dr. Joseph Potkay, biomedizinischer Ingenieur im VA Ann Arbor Health Care System leitet die Forschung für dieses Projekt.

Eine künstliche Lunge soll in 3D erstellt werden

Bei der Erstellung der Lunge konzentrieren sich die Forschung vor allem auf die Anhäufung von CO2 im Blut. Die Entfernung vom CO2 ist für viele Patienten mit COPD von entscheidender Bedeutung und ein guter Ansatz für die Forscher.

Im Jahr 2011 erstellte das Team bereits den Prototypen einer 2D-gedruckten Lunge mithilfe traditioneller Mikrofertigungstechnik. Hierbei werden mehrere 2D-Konstruktionen gestapelt, bis das Modell entsteht. Bereits dieses Modell war einzigartig in der Kooperation mit der Natur.

Nun soll die künstliche Lunge in 3D gedruckt werden

Der 3D-Druck soll dieselben Merkmale wie sein Vorgänger aufweisen, dazu jedoch noch weitere Vorteile mit sich bringen. Gerade die Flexibilität in der Gestaltung bietet den Forschern viele Möglichkeiten. Die Lunge wird deutlich leichter, präziser und effizienter.

künstliche Lunge in 3D

Potkay arbeitet mit einem Testdruck von künstlichen Kapillaren, die Teil einer künstlichen Lunge in 3D sein werden

Für eine langfristige Implantation muss die künstliche Lunge in 3D jedoch einige Kriterien erfüllen. Die natürliche Struktur der Lunge soll möglichst gut in Form und Größe imitiert werden, sodass ein ähnlicher Blutfluss entstehen kann. Weiterhin ist eine biokompatible Beschichtung nötig, damit das Immunsystem nicht auf den Fremdkörper reagiert und das Blut gerinnen lässt.

Nur ein Bruchteil des Volumens des bisher benutzten, sperrigen Geräts soll verbraucht werden. Der 3D-Druck ermöglicht es, winzige Strukturen nachzuahmen und das Gerät deutlich zu komprimieren.

künstliche Lunge in 3D

Ann Arbor’s 2D Lungengerät mit mikrofludischen Kanälen

In den kommenden Monaten soll bereits ein kleiner, funktionsfähiger Prototyp gedruckt werden. Wann letztendlich eine Implantation möglich ist, ist noch nicht abzusehen.

Weiteres finden Sie im Bericht von Potkay und seinem Team.

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