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News Germany

Kongresspräsident Prof. Dr. Dr. Bilal Al-Nawas (links) sowie ein 3-D-gedrucktes Modell und die Abbildung der virtuellen Planung einer Kieferrekonstruktion, durchgeführt an der Universitätsmedizin Mainz. (Bilder: links: privat; rechts: Peter Pulkowski/Universitätsmedizin Mainz)
0 Comments Apr 8, 2016 | News Germany

Interview: „Das Verfahren des 3-D-Drucks hat längst in zahlreiche Fachgebiete Eingang gefunden“

Post a comment by Anne Faulmann

Die 3-D-Druck-Technologie hat im Laufe der letzten Jahre viele Bereiche von Design und Industrie grundlegend verändert und wird seit einiger Zeit auch in der Medizin zur Basis für völlig neue Therapieansätze und individuelle Behandlungsmöglichkeiten. Um die Potenziale des medizinischen 3-D-Drucks auszuloten und den aktuellen Stand der additiven Verfahren in der Medizin fachübergreifend zu diskutieren, veranstaltet der interdisziplinäre Forschungsschwerpunkt „BiomaTiCS – Biomaterials, Tissues and Cells in Science“ der Universitätsmedizin Mainz vom 15. bis 16. April den 1. Internationalen 3D-Print Kongress für Anwendungen in der Medizin. Surgical Tribune sprach mit dem Kongresspräsidenten Prof. Dr. Dr. Bilal Al-Nawas, Leitender Oberarzt der Klinik und Poliklinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie in Mainz, über die Einsatzgebiete der neuen Technologie und die Themen des Kongresses.

Surgical Tribune: Prof. Al-Nawas, inwiefern hat die Technologie des 3-D-Drucks die Medizin bereits verändert und was glauben Sie, kommt in den kommenden Jahren in diesem Bereich noch auf uns zu?
Prof. Dr. Dr. Bilal Al-Nawas: Es hat sich schon einiges getan in verschiedenen medizinischen Gebieten. Bei den Heilhilfsmitteln beispielsweise, gibt es mittlerweile individuell angefertigte und angepasste Sohlen, Brillengestelle und Hörgeräte, die mittels des 3-D-Drucks gefertigt werden. In der Chirurgie und gerade in der Knochenchirurgie werden inzwischen sehr häufig individuelle, 3-D-gedruckte Schablonen verwendet.

Der 3-D-Druck ist allerdings auch nur ein Teil der Technologie, der sogenannten additiven Verfahren, für die natürlich auch die CAD/CAM-Technologie von zentraler Bedeutung ist. Letztlich geht der Trend insgesamt hin zu einem „On-Site-Manufacturing“ und es ist interessant zu beobachten, wie sich dieses in den verschiedenen Gebieten unterschiedlich schnell entwickelt. So fertigen die Neurochirurgen bereits individuelle Schädelteile an, die sie dann implantieren. In der Orthopädie und auch in der Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie nutzen wir bereits individuell gefertigten Gelenkersatz – entweder aus 3-D-gedruckten Kunststoffen oder aus additiv aufgearbeitetem Titan. Gerade auch in der Zahnmedizin ist die Entwicklung dieser Technologien schon sehr weit vorangeschritten: Kronen beispielsweise werden heutzutage routinemäßig „on-site“, also am Zahnarztstuhl hergestellt, sei es additiv oder ablativ.

Wissenschaftlich, und vom Innovationspotential aus betrachtet, ist natürlich das 3-D-Bioprinting ein wichtiges Thema. Die Grundlagenforscher haben es hier bereits geschafft, 3-D-druckbare Materialien aus Polymeren zu entwickeln, die den Körper dazu anregen, beispielsweise Knochen oder Knorpel neu zu bilden. Das ist derzeit zwar noch ein wenig Zukunftsmusik, aber das eigentliche Verfahren des 3-D-Drucks für die Herstellung von Schablonen oder Implantaten hat längst in zahlreiche Fachgebiete Eingang gefunden.

Ist es somit ein Stück weit auch Ziel Ihres Kongresses, verschiedene Disziplinen zusammenzuführen und den aktuellen Stand der Technologie und ihrer Anwendung abzugleichen?

Genau, das ist unsere Idee. Es existieren bereits Kongresse, die von Seiten der Druckerhersteller organisiert werden. Aber dabei geht es natürlich vordergründig um die Technologie. Unser Ziel ist es – ganz im Sinne der Systemmedizin – die Erfahrungen aus den verschiedenen Bereichen zusammenzubringen. So war es auch für uns als Organisatoren interessant zu sehen, wie vielfältig die Anwendungsmöglichkeiten des 3-D-Drucks bereits sind. Der Kongress soll eine Plattform für den gemeinsamen Austausch bieten, um die Verfahren weiter zu entwickeln und sich untereinander zu vernetzen.

Welche Vorteile bringt die neue Technologie mit sich und inwiefern können Sie als Chirurg in Ihrer täglichen Arbeit davon profitieren?
Für uns sind es insbesondere zwei Aspekte: Einerseits können wir anhand des dreidimensionalen Datensatzes einen Eingriff bereits im Vorfeld viel exakter planen und uns bis ins Detail darauf vorbereiten. Andererseits können wir durch die individuellen, 3-D-gedruckten Schablonen auch intraoperativ weitaus präziser und häufig weniger invasiv vorgehen. Darüber hinaus sparen wir deutlich an OP-Zeit und können mit zwei Teams gleichzeitig arbeiten. Bei einer Unterkieferrekonstruktion beispielsweise nimmt ein Team die Kieferresektion anhand einer 3-D-gedruckten Schablone vor, während das zweite Team parallel dazu schon die Rekonstruktion aus der Fibula vorbereitet.

Also ist die Technologie auch in Ihrem Arbeitsalltag bereits angekommen?

Ja, das ist sie. Wir haben in unserer Klinik einen Drucker, der sterilisierbaren Kunststoff druckt und mehrfach pro Woche genutzt wird, um entweder Schablonen für Zahnimplantate oder Rekonstruktionsschablonen für die komplexe, mikrovaskuläre Chirurgie zu drucken. Das nächste Ziel ist natürlich unsere Fachgebiete auch hier im täglichen Einsatz weiter zu vernetzen und z.B. mit der Neurochirurgie, Orthopädie oder Gefäßchirurgie gemeinsame Ressourcen zu nutzen.

Wie kam es dazu, dass dieser Kongress zum Thema 3-D-Druck in Mainz initiiert wurde?
Vor einigen Jahren haben wir hier an der Universitätsmedizin Mainz die chirurgische Forschergruppe BiomaTiCS gegründet, die vom Land Rheinland-Pfalz gefördert wird. In dieser Gruppe arbeiten erstmals Chirurgen verschiedener Disziplinen gemeinsam an mehreren Kooperationsprojekten. Diese Projekte beschäftigen sich mit der Interaktion von Geweben und Zellen mit körperfremden Materialien und Oberflächen. Unterstützt werden wir dabei vom Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie, das sich derzeit auch mit dem Bioprinting befasst und daran arbeitet, Knochen zu drucken. Zusätzlich haben wir hier in Mainz das Max-Planck-Institut für Polymerforschung, das uns im Bereich der Werkstoffe sehr gut unterstützt.

Im Rahmen unserer gemeinsamen Arbeit haben wir festgestellt, dass die Entwicklung neuer Ideen sehr viel besser funktioniert, wenn verschiedene Disziplinen zusammen an einem Strang ziehen. Deshalb wollten wir hier in Mainz einen internationalen Kongress zu dem Thema veranstalten, um Experten und Ideen aus verschiedenen Ländern und Fachgebieten an einem Ort zusammenzubringen.

Was werden die zentralen Themen und Kernpunkte des Kongresses sein?
Ein wichtiger Kernpunkt des Kongresses ist die Industrieausstellung, an der sowohl größere als auch kleinere Hersteller teilnehmen werden. Dabei geht es nicht nur um die Druckerhersteller, sondern ebenfalls um die Hersteller der entsprechenden Software und der Planungssysteme. Auch hier ist es für uns ein wichtiges Anliegen, dass Diskussionen entstehen und sich die Hersteller und Mediziner gegenseitig austauschen.

Ein weiterer Kernpunkt ist das bereits erwähnte 3-D-Bioprinting. Hier soll vor allem der aktuelle Stand der Forschung evaluiert werden: Wie weit sind die Grundlagenforscher? Welche Implikationen hat dies für Chirurgen, aber auch für die Druckerhersteller? Letztere waren bisher eher zurückhaltend gegenüber diesem neuen Anwendungsbereich. Die Chirurgen dagegen, von Gefäßchirurgen bis hin zu orthopädischen Chirurgen sind an dem Bioprinting überaus interessiert, da es völlig neue Möglichkeiten für die Herstellung künstlicher Knorpel, Knochen, Gefäße oder sogar Hornhäute eröffnet.

Außerdem haben wir verschiedene Referenten aus dem Bereich der Chirurgie, die die Technologie bereits einsetzen und von ihren Erfahrungen berichten. Gerade in der Mund-Kiefer-Gesichtschirurgie gibt es hier interessante Ansätze: der Einsatz 3-D-gedruckter Implantate für Schädelersatzplastiken, die Nutzung von 3-D-Modellen bei der Ausbildung von Assistenzärzten und deren Vorbereitung auf OPs, aber auch die Einbeziehung der Patienten und deren Aufklärung über komplexe Eingriffe. Dies wird in den Niederlanden bereits so gehandhabt und ermöglicht damit eine völlig neue Arzt-Patienten-Kommunikation auf Augenhöhe. Denn die Patienten erhalten direkten Zugriff auf ihre Daten und können durch Modelle und Computersimulationen eine bessere Vorstellung von der bevorstehenden OP bekommen.

In diesem Kontext ist ein weiterer Aspekt zu berücksichtigen, der allerdings häufig vernachlässigt wird: der juristische. Denn in erster Linie werden mittels des 3-D-Drucks Eigenanfertigungen hergestellt, die es erfordern, dass Mediziner, aber auch Firmen persönliche Daten der Patienten erhalten. Hier muss sichergestellt werden, dass mit diesen sensiblen Daten entsprechend umgegangen wird und der Patient am Ende zum Beispiel auch das Implantat erhält, das für ihn bestimmt ist. Auch zu diesen medizin-ethischen und -juristischen Themen wird es mehrere Vorträge geben. Außerdem wollen wir auch die Patienten mitnehmen und über die neue Technologie aufklären. Deshalb wird es auch einen Bürgerabend im Rahmen des Kongresses geben.

Ein weiterer großer Bereich ist die Materialentwicklung. Hier wird es darum gehen, welche Materialien sich tatsächlich für die verschiedenen additiven Verfahren eignen, etwa Keramik, Titan oder Polymere. Denn letztlich geht es darum, die Technologie zeitnah zum Patienten und damit in den humanen Einsatz zu bringen.

Was glauben Sie, wann die neuesten Entwicklungen im Bereich des 3-D-Drucks und des 3-D-Bioprintings den Sprung in den humanen Einsatz schaffen?
Ich glaube, dass wir die ersten nicht lasttragenden Ersatzobjekte, also zum Beispiel Schädelersatzplastiken im Bereich der Neurochirurgie und der kraniofazialen Chirurgie, schon sehr bald sehen werden. Erste Materialien sind in diesem Bereich auch schon im humanen Einsatz, allerdings fehlen hier noch solide Daten. Auch die Entwicklung künstlicher Gefäße ist schon ziemlich weit vorangeschritten. Aber genau das möchten wir auf unserem Kongress ausloten und dabei gerade auch das Feedback der Kliniken gegenüber den Materialentwicklern fördern. Das ist uns besonders wichtig, ebenso wie das Zusammenbringen von Industrie und Wissenschaftlern, um auf diese Weise Synergien zu schaffen und mit Ideen für nationale und internationale Projekte aus dem Kongress zu gehen.

Ist in den kommenden Jahren eine Fortsetzung des Kongresses geplant?
Wir haben bereits für diesen Kongress so viel Zuspruch und auch Zulauf erhalten, dass eine Fortsetzung meiner Meinung nach sehr wahrscheinlich ist – auch mit Blick auf all die Entwicklungen, die der medizinische 3-D-Druck aktuell hervorbringt. Und natürlich ist es uns ein Anliegen, den Projekten und Gruppen, die im Rahmen des ersten Kongresses entstehen, auch langfristig eine Plattform zu bieten.

Vielen Dank für das Gespräch.


Weitere Informationen zum Kongress finden Sie unter 3dprint-congress.com.

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