(openPR) Der 3D-Druck hat sich im Maschinenbau als Verfahren zum schnellen Erstellen von Prototypen etabliert. Doch auch in der Human- und Zahnmedizin bringt das Verfahren große Vorteile, die dem Patienten das Leben leichter und Operationen planbarer und erfolgreicher machen.
3D-Drucker arbeiten mit verschiedenen Fertigungsverfahren, aber immer im selben Prozess: Ein 3D-Modell wird in einem CAD-System erstellt oder auch von einem Objekt abgenommen, sei es mit Hilfe eines 3D-Scanners oder mittels eines Kernspintomographen. Dieses Modell wird bei Bedarf nachbearbeitet und an einen 3D-Drucker weitergegeben. Dieser baut aus flüssigem oder festem Basismaterial schichtweise das dreidimensionale Objekt auf, ohne Form oder Werkzeug, sozusagen aus dem Nichts.
Viele Geräte arbeiten nach dem FDM (Fused Deposition Modeling)-Verfahren, das mit thermoplastischen Kunststoffen arbeitet, die ähnlich wie in einer Heißklebepistole aufgeschmolzen und durch eine Düse aufgetragen werden. Dabei kann das Gerät winzige Lücken freilassen und so eine Baugruppe aus einer ganzen Reihe von Teilen in einem Arbeitsgang drucken. So lassen sich auch eigentlich nicht montierbare Mechanismen erzeugen.
Für die Medizin interessant wird der 3D-Druck durch die Möglichkeit, Modelle von Körperteilen wie einem im Kernspintomographen gescannten Schädel mit Modellen aus dem CAD-System zu kombinieren. Bisher wurde sehr oft der Patient an das Implantat angepasst statt das Implantat an den Patienten – die eher an einen Schreiner als an einen Chirurgen erinnernde Tätigkeit beim Anpassen des Oberschenkels an ein Hüftimplantat ist ein gutes Beispiel. Der Grund für das brachiale Vorgehen ist, dass das Anpassen gezwungenermaßen während der Operation am Patienten erfolgte und dabei die zur Verfügung stehende Zeit und die technischen Möglichkeiten begrenzt sind.
Arbeitet man dagegen in aller Ruhe an einem Kunststoffmodell des zu operierenden Knochens, lässt sich das Implantat oder auch die Platte, Schiene oder Verschraubung optimal an die Gegebenheiten anpassen. Auch Hilfsmittel wie Bohrschablonen können im 3D-Drucker erzeugt werden. Der Operateur bearbeitet das Implantat, ändert es, fertigt es bei Bedarf nochmals an – so lange, bis eine optimale Funktion gegeben ist. Und erst dann wird die Operation durchgeführt – schnell, mit geringerem Infektionsrisiko und mit der Sicherheit, dass das Implantat beim ersten Versuch passt.
Das Gesagte gilt in besonderem Maß auch für die Zahnheilkunde. So lässt sich bei extremen Befunden der komplette Schädel mit Unterkiefer dreidimensional ausdrucken, um eine großflächige Rekonstruktion zu planen und umzusetzen. Für die Implantation von Primärteleskopen kann der Unterkiefer gedruckt werden, für das Anfertigen der Sekundärteleskope und des eigentlichen Zahnersatzes der passende Funktionslöffel.
Die Druckermodelle ProJet 1000 und ProJet 1500 von 3D Systems eignen sich optimal für den Einsatz im medizinischen Bereich, da sie in einer Büroumgebung betrieben werden können und eine sehr gute Oberflächenqualität erzielen. So lassen sich auch kleinste Details und organische Strukturen lebensnah abbilden. Der ProJet 1000 druckt mit elfenbeinfarbenem Material, während der ProJet 1500 sechsfarbige Modelle erzeugen kann. Die minimale Schichtdicke – und damit die vertikale Auflösung – beider Modelle beträgt 0,102mm, die maximale Modellgröße 171 x 228 x 203 mm beim ProJet 1000 und 171 x 203 x 178 mm beim größeren Modell. Zusammen mit der kompakten Bauform, dem günstigen Preis und der einfache Bedienung macht dies die ProJet-3D-Drucker zu idealen Arbeitsgerät für den medizinischen Bereich.
Speziell für den Bereich Zahnmedizin bietet 3DSystems die Geräte ProJet DP 3500 und MP 3500. Sie ermöglichen es, Dentalmodelle und Wax-Ups mit extrem glatter Oberfläche anzufertigen. Das MP-Modell unterstützt einen zweiten Druckmodus, der eine etwas rauere, matte Oberfläche erzeugt, wie sie herkömmliche Gipsmodelle haben. So lassen sich glatte Modelle, beispielsweise für Bohrschablonen, Kiefermodelle oder orthodontische Tiefziehmodelle ebenso erzeugen wie gipsähnliche Modelle für Kronen, Brücken, Teilgebisse oder orthodontische Modelle. Das DP-Modell erreicht im feinsten Modus mit einer Schichtstärke von 29 Mikrometern eine etwas höhere Auflösung als der MP-Drucker, die normale Schichtstärke beträgt bei beiden Modellen 32 Mikrometer.
Die beiden ProJet 3500-Modelle verringern die Nacharbeit nach Angaben des Herstellers um bis zu 50 Prozent, auch bei den Legierungen für Wax-Ups sind 20 Prozent Einsparung möglich. Bessere zahntechnische Modelle schneller und preiswerter – eine ideale Kombination!
