Prof. J. Walter - Informationstechnik, Mikrocomputertechnik, Digitale Medien Stand der Technik
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3D-Druck zur Entwicklung eines kostengünstigen, nichtinvasiven Beatmungsgeräts für Entwicklungsländer
Sommersemester 2020
Lisa-Marie Liebel

Stand der Technik


3D-Druck in der Medizintechnik


Die Medizintechnik ist eine der ersten Anwendungsbereiche der 3D-Druck-Technologie. Entscheidend ist hier vor allem die Personalisierung. Einige medizinische Produkt, wie zum Beispiel künstliche Hüftgelenke, Arm- oder Beinprothesen oder temporäre Skelettstützen, können individuell und passgenau hergestellt werden. Die Herstellung von Prothesen, Orthesen und chirurgischen Instrumenten wird durch den 3D-Druck nicht nur maßgeblich verbessert und beschleunigt, sondern bietet auch eine preiswerte Alternative für Patienten. [2]


Ein Beispiel eines 3D-gedruckten Implantates ist auf dem Bild hier zu sehen, das aus Datenschutzgründen nicht eingefügt werden darf. Es handelt sich hierbei um ein Schädeldeckenimplantat. Durch integrierte Gitter- oder Schwammstrukturen kann das Zusammenwachsen mit dem körpereigenen Material unterstützt werden. [3]


Ein weiteres Forschungsgebiet ist der 3D-Biodruck, bei dem organische Materialien gedruckt werden. Hierbei handelt es sich um die Nachbildung verschiedener Gewebe und Organe. Da diese Entwicklung jedoch erst am Anfang steht und es noch keine Zulassung für diese Methode gibt, muss dieses Gebiet in Zukunft weiter erforscht werden. [4]


Diese Abschlussarbeit bezieht sich jedoch nicht auf 3D-gedruckte Implantate, organisches Material oder chirurgische Instrumente, sondern auf den 3D-Druck eines medizinischen Gerätes, dem Beatmungsgerät. Durch die steigende Popularität des 3D-Drucks und der im Jahr 2020 aufkommenden Corona-Krise, gibt es viele Entwickler die bereits mit dieser Technologie Notfall-Beatmungsgeräte konstruiert und gedruckt haben. Diese Erfüllen jedoch nicht alle medizinischen Standards und dienen eher der schnellen Versorgung von Patienten.


Folgendes Notfall-Beatmungsgerät wurde von der Uniklinik Leipzig, dem Fraunhofer IWU und der westsächsischen Hochschule Zwickau entwickelt. Mit dieser Konstruktion können bis zu drei Beatmungsgeräte pro Tag hergestellt werden.
Ein Bild der Umsetzung ist hier zu sehen. [5]


Auch im Technologiezentrum Leitat in Spanien wurde bereits ein Notfall-Beatmungsgerät konstruiert und gedruckt, das sogar medizinisch validiert und zugelassen wurde. Bilder zur 3D-Konstruktion und der dazugehörigen Umsetzung sind unter diesem Link aufrufbar. [6]


  Mit Unterstützung von Prof. J. Walter Sommersemester 2020