CAMed: Schädelimplantate aus dem 3D-Drucker
Noch vor 10 Jahren war diese Szene rein fiktiv – heute ist sie jedoch Realität.
In der klinischen Routine müssen des Öfteren Teile aus der knöchernen Schädeldecke entfernt werden, um beispielsweise einen Tumor zu entfernen oder auch einen zu hohen Schädeldruck zu verringern. Die entstandene Lücke wird normalerweise entweder durch den eigenen Knochen wieder verschlossen oder es werden teure Implantate extern bestellt. Vor allem die Reimplantation des eigenen Knochens bringt ein hohes Entzündungsrisiko mit sich. Ein Teilprojekt aus CAMed hat es sich zum ambitionierten Ziel gemacht, passgenaue Implantate aus dem Hochleistungskunststoff PEEK direkt in der Klinik zu drucken und so den Patienten eine optimale Behandlung zu ermöglichen. Dazu wurden zahlreiche Vorarbeiten geleistet:
- Entwicklung einer Software zum (semi)automatischen Design passgenauer Schädelimplantate
- Austestung klinischer Sterilisierungsoptionen
- Analyse der Biokompatibilität 3D-gedruckter PEEK-Implantate auf Zellen und im Kleintier
- mechanische Austestung (Zug-, Biege- und Schlagversuche)
- biomechanische Austestung am eigens entwickelten Gesamtsystem
Speziell bei Punkt 5 handelt es sich um einen komplett neuen innovativen Ansatz. Hierzu wurden humane Schädelknochen von Patienten herangezogen, die im Rahmen von Operationen entnommen worden waren. Diese wurden gescannt und eine exakte Kopie wurde additiv gefertigt. Zusätzlich wurde der gesamte Schädelknochen gedruckt, ein künstliches Gehirn wurde eingesetzt und das Implantat wurde von Neurochirurgen verschraubt. So konnte das 3D-gedruckte Implantat in einer eigens entwickelten Messvorrichtung im Vergleich zu seinem knöchernen Pendant unter realistischen Bedingungen geprüft werden. Unter den zahlreichen so gewonnenen Resultaten kann vor allem ein Ergebnis herausgehoben werden:
Wenn 3D-gedruckte PEEK-Implantate brechen, dann meist in 2-3 Einzelteile. Wenn humaner Schädelknochen bricht, dann splittert er in viele kleine Teile, was in unmittelbarer Nähe zum Gehirn natürlich suboptimal ist. Daher sind die 3D-gedruckten PEEK-Implantate in der klinischen Anwendung sogar zu bevorzugen.
Wirkungen und Effekte
Basierend auf den unzähligen durchgeführten Analysen ist es gelungen, beim Bundesamt für Sicherheit im Gesundheitswesen (BASG) die Genehmigung für die Durchführung einer klinischen Prüfung mit 3D-gedruckten PEEK-Implantaten zu erhalten. Diese Studie wird in den nächsten Monaten beginnen.
