Additive Fertigung für medizinische Anwendungen

Kunststoffe bieten ein hohes Anpassungspotential der chemischen, physikalischen und mechanischen Eigenschaften und somit ein hohes Potential zur Anwendung in der Medizintechnik. Aufgrund der werkstofflichen Eigenschaften von Kunststoffen können beispielsweise resorbierbare Polymere als Träger für kinetisch gesteuerte Medikamentenfreisetzung verwendet werden. Der Einsatz von Kunststoffen in Implantaten und Prothesen ermöglicht so eine lokale und zeitlich definierte Medikamentendosierung.

Derzeit ist der Einsatz von additiven Fertigungsverfahren mit Kunststoffen im medizintechnischen Bereich aufgrund der eingeschränkten Auswahl an biokompatiblen Werkstoffen überwiegend auf den Bereich der Modellbildung und für extrakorporale Anwendungen limitiert. Deswegen werden neue Verfahren und Werkstoffe für die Fertigung von individuellen Implantaten für die plastische Chirurgie und „Tissues“ für den Gewebeersatz erforscht. Der wesentliche Vorteil liegt in der Fertigung patientenangepasster Implantate, welche direkt aus einem Datensatz von z. B. einer Computertomographie des Patienten stammen. Aktuell wird hierzu die Möglichkeit einer direkten als auch einer indirekten Implantatherstellung erforscht. Beim direkten Verfahren wird das Implantat direkt additiv gefertigt und beschränkt sich hiermit auf das für das jeweilige Verfahren limitierte Werkstoffspektrum. Beim indirekten Verfahren wird zunächst eine Gießform additiv gefertigt und anschließend mit einem beliebigen medizinischen Gießwerkstoff (z. B. Silikon) abgeformt. Mit Hilfe dieses Rapid-Tooling Verfahrens ist es möglich, flexible Implantatstrukturen für Organimplantate abzuformen. Als Beispiel hierfür kann die Erforschung zum Fertigungsverfahren von flexiblen und patientenangepassten Herzaktorstrukturen genannt werden, welche für die Therapie einer Herzinsuffizienz eingesetzt werden können.

Aktuelle Forschungsgebiete des LKT im Bereich additiver Fertigungsverfahren (wie z. B. das Selektive Laserstrahlschmelzen von Kunststoffen) liegen in der Material- und Verfahrensoptimierung, um eine möglichst breite Anwendungsbasis sowohl für die Medizintechnik als auch für das Direct Manufacturing Verfahren zu entwickeln.

Graduiertenkolleg 2590 SyMoCADS

• Synthetic Molecular Communications Across Different Scales: From Theory to Experiments
• Homepage: SyMoCADS
• Beitrag des LKT in P6: Herstellung physischer Tumormodelle unter Verwendung additiver Fertigungstechnologien für die magnetfeldgesteuerte Platzierung von Pharmazeutika
• Ansprechpartner am LKT: Daniel Fleischhauer, M.Sc.