Juli 2019 – 3D-Drucker – nicht nur ein Spielzeug der Materialwirtschaft?

Eine Erklärung wie 3D-drucker funktionieren – wenn ihr es eh´ nicht schon wisst – könnt ihr mit einem schnellen Klick im Julibeitrag „Wow-momente einer Wissenschaftlerin“ nachlesen. Wo werden diese 3D-drucker aber ausser in der Metallindustrie noch eingesetzt? Tatsächlich aus in unserem Gesundheitswesen.

Anwendung in der Medizin:

Hier stammen bereits kundenindividuelle Prothesen und Implantate aus dem 3D-Drucker. Per Definition ist das Implantat komplett an den betroffenen Patienten und dessen Anatomie angepasst. Durch den Einsatz der 3D-Drucktechnologie können Medizintechniker Implantate und Prothesen leichter kostengünstige, komplexe und maßgeschneiderte Lösungen anbieten und die Fertigung von Zahn- und Gehörprothesen kann durch den 3D-Druck zusätzlich automatisiert werden. Außerdem wird der 3D-Druck immer häufiger für das chirurgische Training angewendet. Die dritthäufigste Todesursache in den USA sind medizinische Fehler, die jetzt dank 3D-Druck reduziert werden können. Da immer mehr medizinische Geräte maßgeschneidert werden können, eignen sie sich ideal für die Herstellung individuell angepasster chirurgischer Modelle.

Diese Modelle geben den Chirurgen die Möglichkeit, sich vor der Operation besser vorzubereiten. Im Endeffekt soll der 3D-Druck die medizinischen Fehler reduzieren, was schon heute erreicht wird.

Das größte Ziel ist jedoch das Drucken von lebendem Gewebe. Als ultimatives Ziel sogar ganze Organe. Diese können als Ersatzorgane dienen oder auch für Verträglichkeitstests von Arzneien oder Kosmetika, was wiederum den Einsatz von Tierversuchen reduzieren könnte. Der Druck von ganzen Organen, muss jedoch noch einige Hürden überwinden (siehe Juli Beitrag in der Rubrik – Wow-Effekte), aber die Forscher sind zuversichtlich, dass dies bald möglich sein wird.

Dies könnte den Markt für Organtransplantationen revolutionieren und ein großes Problem lösen. Weltweit gibt es viel zu wenig Spenderorgane. In Deutschland warteten allein im Jahr 2016 über 10.000 Patienten auf ein passendes Organ. Der Gesundheitsminister in Deutschland überlegt daher, die Bundesbürger zur „Abgabe von Organen zu verpflichten”. Ein Ansinnen, das auf nicht viel Gegenliebe stößt, was für mich nicht nachvollziehbar ist, da ich mich ja dagegen aussprechen kann, wenn ich es will. Ein Unterfangen, das in anderen Ländern – wie hier in Österreich – schon längst gelebt wird. In Österreich gilt die Widerspruchsregelung, d.h. ein Organ, Organteil oder Gewebe darf einem potenziellen Spender dann entnommen werden, wenn kein zu Lebzeiten abgegebener Widerspruch vorliegt. Zur wirksamen Dokumentation eines Widerspruches wurde das Widerspruchregister gegen Organspende eingerichtet. Neben einer Dokumentation des Widerspruchs im „Widerspruchregister gegen Organspende“ werden aber auch alle anderen Willensbekundungen bezüglich einer postmortalen Organspende, wie ein in den Ausweispapieren gefundenes Schreiben („ein kleiner Zettel im Geldbeutel genügt“) oder ein mündlich bezeugter Widerspruch im Kreise der Angehörigen, respektiert.

Anwendung in der Lebensmittelindustrie

In der Lebensmittelbranche konnte man mit der 3D-Drucktechnologie bereits nennenswerte Erfolge verzeichnen. So wurde eine Fleischkopie mithilfe von Bioprinting erzeugt. Es schmeckt auch wie richtiges Fleisch, wobei Proteinkleber und Muskelzellen für die Herstellung verwendet wurden. Leider kostet ein Stück vom 3D-gedruckten Fleisch immerhin ca. 60.000 €, was eine breite Anwendung bisher noch ausschließt. Auch die Akzeptanz der Endkunden stellt mit Sicherheit ein Problem dar. Aber für unsere Umwelt wäre es mit Sicherheit von Vorteil: die Massentierhaltung könnte so um ein Vielfaches reduziert werden.

Was schon eher anwendbar ist, ist die Herstellung von Lebensmitteln mit Textur, damit diese dann appetitlicher aussehen. Dies ist vor allem für Patienten mit Dysphagie – einer Störung des Schluckens – wichtig. Diese können oft nur noch Brei essen. Wenn jedoch der Karottenbrei wie Karotten aussieht, der Kartoffelbrei als Kartoffel auf dem Tisch liegt, das zerhackte Fleisch wieder die Form eines Schnitzels hat, kann dies den Appetit anregen. Erste Studien in Altersheimen haben dies schon bewiesen und die zumeist alten Menschen erhalten so Nährstoffe in ausreichenden Mengen.

Und was hat das alles mit Jugendlichen zu tun?

Menschliche Organe zu drucken, ist alles andere als eine einfache Sache. Die größten Hürden: hohe Entwicklungskosten und fehlende Fachkenntnisse. Letztes könnte sich zu einem größeren Problem entwickeln. Denn um ein lebensfähiges Organ aus einem Drucker ziehen zu können, bedarf es Spezialisten aus der ganzen Life Sciences Sparte: Mediziner, Biologen und Chemiker, die ihr Wissen bündeln. Nicht zuletzt sind Techniker, Biotechnologen und Informatiker gefragt, die sich um die technische Komponente der Bioprints kümmern.

Doch in all diesen Bereichen herrscht Flaute auf dem Arbeitsmarkt. Aktuell fehlen Unternehmen knapp 315.000 Arbeitskräfte aus dem Life Sciences Bereich. Das sind mehr als doppelt so viele als noch vor drei Jahren. Also liebe Jugendliche – Abiturienten – wenn ihr noch nicht wisst, was ihr studieren wollt – hier liegt ein Wachstumsmarkt vor euch und ihr könnt, um in diesen Wachstumsmarkt zu kommen, fast alles studieren oder auch in diesem Bereich eine Lehre absolvieren – Medizintechniker z.B……..