Implantat aus Titan 27.08.2014, 13:42 Uhr

Chinesischer Junge erhält Wirbelkörper aus dem 3D-Drucker

Der zwölfjährige Minghao aus China stand nach einer Tumorentfernung an der Wirbelsäule kurz vor dem schrecklichen Schicksal, seinen Kopf nie wieder bewegen zu können. Dass es nicht dazu kam, verdankt der Junge einem Wirbelkörper aus dem 3D-Drucker. Das Titanimplantat versteift die Wirbelsäule nicht und erhält die Beweglichkeit des Kopfes. 

Die Ärzte aus Peking sind die weltweit ersten, die einen Wirbel aus dem 3D-Drucker implantieren. Dank 3D-Druck konnten die Designer Hunderte Poren in das Implantat einbauen, in die Gewebe einwächst. 

Die Ärzte aus Peking sind die weltweit ersten, die einen Wirbel aus dem 3D-Drucker implantieren. Dank 3D-Druck konnten die Designer Hunderte Poren in das Implantat einbauen, in die Gewebe einwächst. 

Foto: CCTV News/Screenshot

3D-Drucker stellen mittlerweile individuelle Handyhüllen, Autoersatzteile, Schmuck und medizinische Geräte her. Seit Neuestem gehören auch Wirbelkörper zur immer breiter werdenden Produktpalette. Chinesische Forscher haben sie hergestellt, um die Halswirbelsäule des zwölfjährigen Minghaos zu rekonstruieren. Zuvor hatten Chirurgen am Peking University Third Hospital einen Tumor an der Wirbelsäule des Jungen entfernt.

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Statt die beschädigte Wirbelsäule wie üblich durch festgeschraubte Metallimplantate zu versteifen, produzierten die Forscher mit einem 3D-Drucker einen neuen Wirbelkörper, den Liu Zhongiun, Chefarzt für Orthopädie, und sein Team zwischen dem ersten und dritten Wirbelkörper einsetzten. Minghao kann, anders als bei einer Versteifung, seinen Kopf wieder ganz normal bewegen.

Implantat besteht aus gewebeverträglichem Titan

Vorlage für den Drucker war eine digitalisierte 3D-Aufnahme des vom Tumor geschädigten Wirbelkörpers, die vor der Operation per Computertomograph angefertigt worden war. Der Drucker erstellte nach dieser virtuellen Vorlage eine exakte Kopie aus dem besonders gewebeverträglichen Metall Titan.

Hätten die Ärzte die Wirbelsäule nach der Tumorentfernung mit einem Metallimplantat versteift, hätte der zwölfjährige Minghao seinen Kopf nicht mehr bewegen können. 

Hätten die Ärzte die Wirbelsäule nach der Tumorentfernung mit einem Metallimplantat versteift, hätte der zwölfjährige Minghao seinen Kopf nicht mehr bewegen können. 

Quelle: CCTV News/Screenshot

Das Implantat wird schichtweise aufgebaut. Es beginnt mit einer hauchdünnen Schicht aus feinstem Titan- oder Kunststoffpulver. Ein Laser flitzt darüber hinweg und verfestigt durch kurzzeitiges Aufschmelzen die Regionen, die für den Wirbelkörper benötigt werden. Nach dem ersten Durchgang wird überschüssiges Pulver weggepustet, neues aufgestreut und per Laser wieder verfestigt. Nach und nach entsteht so der Wirbelkörper. Dessen Oberfläche ist mit feinsten Poren übersät, sodass Gewebe einwachsen kann.

Implantate aus dem 3D-Drucker sind auf dem Vormarsch

Die Pekinger Wissenschaftler sind die ersten, die einen Wirbelkörper aus dem 3D-Drucker implantierten. Zahlreiche andere Patienten in aller Welt erhielten bereits andere Ersatzteile aus dem Drucker. So ersetzten niederländische Ärzte die komplette Schädeldecke einer jungen Patientin, der wegen einer seltenen Erkrankung immer dicker wurde und das Gehirn einengte, durch eine Schale aus Kunststoff.

Eine betagte Belgierin erhielt einen kompletten neuen Unterkiefer aus Titan, der per 3D-Druck gefertigt worden war. Auch künstliche Hüften und Kniegelenke werden mit dieser Technik hergestellt. Besonders häufig werden sie in der plastischen Chirurgie genutzt, um Gesichtsknochen zu ersetzen, die bei Unfällen teilweise zerstört worden sind.

Vor Einführung der 3D-Drucktechnik, auch Stereolithographie oder Rapid Prototyping genannt, fertigten Handwerker Implantate an, die der gewünschten Form nahe kamen. Während der Operation mussten sie dann feinbearbeitet werden, damit sie halbwegs passten.

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

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