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3D-Druck: Thorax-Modell innoviert Medizin

Am 9. Februar 2022 von Bianca Z. veröffentlicht

Die Medizin konnte bereits in den letzten Jahren immens von den Fortschritten und Technologien der additiven Fertigung profitieren. Das beweist auch das folgende Beispiel: Ingenieure und Humanmediziner der medizinischen Fakultät der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg gelang es jüngst einen Thorax im 3D-Druck herzustellen. Aus realen Patientendaten und additiv gefertigt, bietet sich das Modell nicht nur für Studierende, sondern auch für die gesamte Thoraxchirugie als optimales Trainingsmodell an. Realisiert wurde das Projekt gemeinsam mit dem Institut für Fertigungstechnik und Qualitätssicherung der Fakultät Maschinenbau.

Die Medizin hat es geschafft, sich die heutigen Innovationen zu Nutze zu machen. So wurden bereits viele Verbesserungen im gesamten medizinischen Bereich errungen. Von individuellen Therapien bis hin zu umfangreichen und großen Operationen und Transplantationen – besonders die Möglichkeiten, die der 3D-Druck bietet, sind hierbei mit eingeflossen. Heute steigt nicht nur die Anzahl an Lungenkrebserkrankungen, sondern auch die Zahl der jährlichen Lungenoperationen. Deutschlandweit finden jährlich schätzungsweise 50.000 Operationen statt, die an der Lunge durchgeführt werden müssen. Hinzu kommt, dass der Brustkorb mit seinen Knochenpanzer aus Rippen, Brustbein und Wirbelsäule viele empfindliche Organe beherbergt. Hier können Fehler fatal enden. Um allerdings das gesamte medizinische Personal bestmöglichst auf solche Eingriffe vorzubereiten, stellt das realitätsgetreue Magdeburger Thorax-Modell ein innovatives Trainingsobjekt dar.

So kann ein Thorax-Modell aus dem 3D-Drucker aussehen (Bild: JCab)

Die Herstellung des 3D-gedruckten Thorax

Prof. Dr. med. Thorsten Walles, Leiter der Thoraxchirugie und Mitinitator des Thorax-Modells erklärt, dass die Brustkorbchirugie in der Medizin ein hohes Maß an psychomotorischen Fähigkeiten benötigt. Diese Fähigkeiten seien aber auf Grund von fehlenden Modellen in der Medizin außerhalb des OP-Bereichs nur schwer zu erlernen. Diese Problematik könnte dank des Magdeburger Thorax-Modells aus dem 3D-Drucker jedoch bald der Vergangenheit angehören. Mit einem Maßstab von 1:1 stellt der additiv gefertigte Thorax eine exakte Kopie des menschlichen Brustkorbs dar und stammt ursprünglich von anonymisierten Patientendaten aus Computertomografen. Der Thorax, der eine Größe von 50×40 Zentimeter misst, wird zudem um alle im Brustkorb liegenden Organe ergänzt. Außerdem wird er durch eine stabile Außenhülle abgerundet, die den exakten Muskel- und Weichteilmantel eines Patienten abbildet.

Die Fertigung des Thorax erfolgte durch Fabian Laufer, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut der Fertigungstechnik und Qualitätssicherung, und seinem Team. Die zur Verfügung gestellten Patientendaten wurden für die weitere Verarbeitung in einen Computer eingelesen. Diese Daten wurden anschließend mittels verschiedener Softwarelösungen verarbeitet und zerlegt, um sie schließlich an den 3D-Drucker zu senden. Der Druck erfolgte mit einem FFF-Gerät des Herstellers Creality. Für den Druck des Thorax-Modells wurde ein widerstandsfähiger Kunststoff (PETG) verwendet, der zudem auch desinfizierbar ist.

Das Modell des Thorax wurde bereits auf einigen medizinischen Fachmessen präsentiert und erhielt bereits große Komplimente. So haben bereits erste Unternehmen das Thorax-Modell für medizintechnische Demonstrations- oder Anwendungszwecke verwendet. Der Ingenieur Fabian Laufer erklärt weiters, dass bereits weitere Modelle in Planung seien: auf dem Plan stehen ein kleinerer, „weiblicher“ Brustkorb wie auch ein „kindlicher“ Brustkorb. Insgesamt ist Laufer der Meinung, dass sich durch die additive Fertigung in der Zukunft weitere individuelle Kundenwünsche für die Medizin anfertigen lassen. Der Thorax ist also nur der Anfang. Mehr über den Thorax aus dem 3D-Drucker der Universität Magdeburg erfahren Sie HIER.

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*Titelbildnachweis: Otto-von-Guericke Universität Magdeburg

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