Mit Hilfe der additiven Point-of-Care-Fertigungstechnologien von 3D Systems hat das Universitätsklinikum Salzburg sein erstes 3D-gedrucktes PEEK-Schädelimplantat für den individuellen Patientenbedarf entwickelt und im Patienten Rainer Trummer eingesetzt.
Der Informatiker Rainer Trummer (55) aus der Stadt Salzburg leidet an einer Kraniosynostose: Eine seiner Schädelnähte ist während der Kindheit zu früh verknöchert, was zu einer Deformation des Schädels geführt hat. Abhilfe schafften nun die Salzburger Landeskliniken. Sie haben seit 2021 am Uniklinikum ein Labor mit eigenen 3D-Druckern aufgebaut. Trummer sollte der erste Patient mit einem Implantat aus dem 3D-Drucker werden, das auch im Haus produziert wurde. „Möglich war das, weil wir mit dem Kumovis R1 einen 3D-Drucker haben, der Implantate aus PEEK-Kunststoff unter Reinraumbedingungen drucken kann“, erklärt Simon Enzinger, Geschäftsführender Oberarzt der Uniklinik für MKG. Zudem erfüllt das Uniklinikum Salzburg die Vorgaben, um in der Klinik Implantate zu drucken und – in diesem Falle im Zuge eines Heilversuchs – auch in den menschlichen Körper implantieren zu dürfen. Damit ist das Uniklinikum Salzburg europaweiter Vorreiter.
Vom CT bis zum 3D-gedruckten Implantat
Hauseigene IT-Techniker unter der Leitung von Werner Wurm erstellten am Computer anhand von CT-Bildern des Patienten das Modell einer Hinterhaupt-Prothese. Das Krankenhaus nutzte dafür die D2P-Software von Oqton und Geomagic Freeform von Oqton, um das Design der patientenspezifischen Okzipitalprothese zu vervollständigen. Das Schädelimplantat mit einem Durchmesser von 12 cm und einer Dicke von bis zu 3 cm wurde auf dem 3D Systems Kumovis R1 gedruckt. Der Druckprozess dauerte rund 10 Stunden. Die 3D-Druck-Plattform von Kumovis wurde speziell für diese Art von Point-of-Care-Anwendungen im Krankenhaus entwickelt. Das Material der Wahl: Vestakeep i4 3DF PEEK von Evonik. PEEK ist ein sehr begehrtes Material für die Herstellung von Medizinprodukten, da es leicht ist, resistent gegen thermische und ionisierende Strahlung und mechanische Eigenschaften besitzt, die denen des menschlichen Knochens ähneln.
3D-Druck als zentraler Baustein der digitalen Transformation
Der Aufbau des 3D-Drucklabors ist Teil einer Digitalisierungsstrategie, die die Salzburger Landeskliniken seit dem Beginn der Corona-Pandemie konsequent verfolgen: „Wir wollten den positiven Schwung mitnehmen, den die Pandemie in diesem Bereich ausgelöst hat“, erklärt Dozent Paul Sungler, Geschäftsführer der Salzburger Landeskliniken und gelernter Chirurg: „Wir stehen für Digitalisierung im Sinne der Patientinnen und Patienten, der 3D-Druck und seine vielen klinischen Anwendungsmöglichkeiten sind hier ein zentraler Baustein.“
Stefan Leonhardt, Director Medical Devices bei 3D Systems, ergänzt: „Da für uns Patientensicherheit im Vordergrund steht, haben wir die vergangenen Jahre sehr viele Ressourcen in biologische sowie mechanische Testung gedruckter Implantate gesteckt, wovon innovative Kliniken und deren Patientinnen und Patienten nun profitieren. Das gesamte Team ist extrem stolz darauf, dass unsere Technologie nun den Einzug in die Patientenversorgung gefunden hat.“
Die Vorbereitungen für den nächsten großen Eingriff, bei dem ein Implantat aus dem 3D-Drucker eingesetzt wird, laufen bereits. Dozent Sungler: „Wir planen rund 30 solche Eingriffe im Jahr. Die Vorteile des eigenen Labors sind bestechend: Ein Implantat steht innerhalb von 2 bis 3 Tagen zur Verfügung. Würden wir es extern bestellen, würde es 2 bis 3 Wochen dauern und rund das Dreifache kosten.“
Zahl der 3D-gedruckten Schädelimplantate nimmt stetig zu
„Wir sind davon überzeugt, dass dieser Erfolg eine reale Demonstration dessen ist, welches Potenzial hinter dem Einsatz umfassender digitaler Fertigungstechnologien in einer Krankenhausumgebung steckt – gerade mit Blick auf die Orthopädie“, sagt Dr. Jeffrey Graves, Präsident und CEO von 3D Systems. Der Fokus auf die Point-of-Care-Implementierung dieser integrierten Technologien sei eine Schlüsselpriorität für 3D Systems. Man glaube, dass sie in den kommenden Jahren für Patienten auf der ganzen Welt von großem Nutzen sein werde. Als Pionier im Bereich personalisierter Gesundheitslösungen arbeitet 3D Systems seit über einem Jahrzehnt mit Chirurgen zusammen, um mehr als 150.000 patientenindividuelle Fälle zu planen und mehr als zwei Millionen Implantate und Instrumente für über 100 CE-gekennzeichnete und FDA-zugelassene Geräte in seinen erstklassigen, FDA-registrierten und ISO 13485-zertifizierten Einrichtungen in Littleton, Colorado, und Leuven, Belgien, additiv herzustellen.
Es wird erwartet, dass die Einführung von 3D-gedruckten Schädelimplantaten aufgrund des technologischen Fortschritts erheblich zunehmen wird. Einem von Acumen Research and Consulting im Februar 2023 veröffentlichten Bericht zufolge belief sich der Markt für Schädelimplantate im Jahr 2021 auf etwa 1,2 Milliarden US-Dollar und wird bis 2030 voraussichtlich auf 2,1 Milliarden US-Dollar anwachsen. Schädelimplantate können für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, darunter Trauma, Defekte und Rekonstruktion. (eve)
