Es hört sich an wie Science Fiction - "während einer laufenden Operation werden passgenaue Schädelimplantate mit dem 3-D Drucker ausgedruckt". Genau damit gewinnt das Forschungsprojekt  "iPrint", das in einer Kooperation der Medizinischen Universität Graz mit der Montanuniversität Leoben umgesetzt wird den science2business Award 2016. Foto: Schädelimplantat (c) Lunghammer

Die Forschungsgruppe rund um Univ.-Prof.in Dr.in Ute Schäfer, Forschungseinheit für Experimentelle Neurotraumatologie der Med Uni Graz wurde kürzlich mit dem Science2Business Award für dieses zukunftsweisende Projekt ausgezeichnet. Erste Projektergebnisse zeugen bereits von der Innovationskraft der gemeinsamen Entwicklung und stellen eine baldige Anwendung in Aussicht.

Herstellung von Schädelimplantaten während laufender Operation

"iPrint" ist ein gemeinsames Projekt der Medizinischen Universität Graz, Forschungseinheit für Experimentelle Neurotraumatologie und der Montanuniversität Leoben, Department Kunststofftechnik unter der Leitung von Univ.-Prof.in Dr.in Ute Schäfer, welches von der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG gefördert wird. "Das Projektziel liegt in der Entwicklung neuer generativer Verfahren und Materialien, welche die passgenaue, personalisierte Fertigung von Schädelimplantaten während laufenden Operationen ermöglichen", fasst Ute Schäfer zusammen.

In der Behandlung von Verletzungen nach Traumata, Tumoren oder Knochenläsionen spielen rekonstruktive Implantate eine große Rolle. Derzeit werden diese Implantate in der Regel klinikextern gefertigt. Dazu werden CT-Daten von PatientInnen an kommerzielle Anbieter gesendet, die darauf basierend spezifische Implantate fertigen. "Aufgrund dieser Dezentralisierung wird meist eine Zweitoperation notwendig, ein zeitnaher oder zeitgleicher Einsatz des Implantats ist nicht möglich", klärt die Wissenschafterin auf. Die Zweitoperation und die damit verbundenen Komplikationen bedeuten zusätzliche körperliche Belastungen für die PatientInnen, Passungenauigkeiten im extern gefertigten Implantat können auftreten und es fehlt die Entwicklung personalisierter Materialien, die patientenspezifischen Anforderungen gerecht werden. Genau an diese zahlreichen Problemen für PatientInnen und Klinik setzt "iPrint" an.

Künstlicher Knochen aus dem 3-D Drucker

Im ersten Projektjahr konnten zur Lösung oben genannter Schwierigkeiten bereits folgende Ergebnisse erzielt werden:

· Entwicklung eines FFF-basierten (Fused Filament Fabrication) 3-D Druckers, mit dem erstmals aus medizinisch zugelassenem PEEK - ein thermoplastischer Kunststoff - bei 400°C Implantate generiert werden konnten

·  Entwicklung einer Schnittstellen-Software für die automatisierte Umschreibung von Daten aus dem Computertomographen (DICOM) in ein druckbares STL-Format.

·  Analyse der Biokompatibilität und der mechanischen Eigenschaften der gedruckten Implantate: Es konnte gezeigt werden, dass 3-D-gedruckte PEEK- und PP-Implantate mechanisch mit humanen Knochen vergleichbar sind und weder nach fünf Tagen noch nach drei Wochen inflammatorische Reaktionen hervorrufen.

"Basierend auf diesen Ergebnissen wird die Technologie noch im Laufe dieses Jahres für den intraoperativen Druck in der Klinik etabliert", blickt Ute Schäfer in die Zukunft. Damit können passgenaue Implantate während der Operation hergestellt und eingesetzt werden, so dass PatientInnen künftig eine Zweit-Operation erspart bleibt.

Science2Business Award

Der science2business Award legt das Augenmerk auf die Qualität des Managements der Umsetzung. Das hoch innovative Projekt "iPrint" überzeugte die Jury mit seiner sehr klaren Problemdefinition; einer sehr anschaulichen Darstellung der unterschiedlichen Kulturen und der Kommunikation in diesem medizinisch und technisch sehr anspruchsvollen Projekt, das extrem gute Abstimmung erforderlich macht. Der Austausch von MitarbeiterInnen unter den Kooperationspartnern war ein weiteres innovatives Element im Projektmanagement. Foto: Das Team von "iPrint" (c) life-science

Zusätzlich gewann iPrint auch den Publikumspreis für das beste Poster. >>>> 

Herzlichen Glückwunsch!

Weitere Informationen:
Univ.-Prof.in Dr.in Ute Schäfer
Forschungseinheit für Experimentelle Neurotraumatologie Medizinische Universität Graz
Tel.: +43 316 385 72044
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