Medizinische 3D-Drucker machen aus Science-Fiction Realität

Im letzten Beitrag haben wir uns mit der Smartphone-Funduskopie befasst. Wie wichtig diese Technologie für die Augenheilkunde geworden ist, zeigt uns ein noch in der Planungsphase befindliches Review vom Januar 2019 zur Smartphone-Funduskopie.

Im letzten Beitrag haben wir uns mit der Smartphone-Funduskopie befasst. Wie wichtig diese Technologie für die Augenheilkunde geworden ist, zeigt uns ein noch in der Planungsphase befindliches Review vom Januar 2019 zur Smartphone-Funduskopie.1

Dem "Pew Research Center" Report 2017-2018 ist zu entnehmen, dass die Smartphone-Dichte in Entwicklungsländern bereits bei 42% liegt.2 In den wirtschaftsstärkeren Ländern soll die Smartphone-Dichte einen Wert von 72% erreicht haben. Im geplanten Review schauen sich zwei Teams unabhängig voneinander die Spezifität und Sensitivität der Smartphone-Funduskopie zur Diagnosestellung der diabetischen Retinopathie bei Diabetes mellitus Typ I und II an. Analysiert werden wissenschaftliche Studien zur Smartphone-Funduskopie ab der Milleniumwende. Die elektronischen Datenbanken "Cochrane Library", "EMBASE" und "MEDLINE" liefern die notwendigen Informationen. Inspiriert wurde das Ganze von "Vision 2020: The Right to Sight", einer weltweiten Initiative der Weltgesundheitsorganisation und der Internationalen Agentur zur Prävention der Blindheit (IAPB). Wir warten gespannt auf die Ergebnisse.1-3

Bioprinting wird die Welt verändern

Die Technologie schreitet mit einem rasanten Tempo voran. In einer Zeit der Gesichtserkennungs-Softwares dürfte es doch ein Leichtes sein, anhand eines Smartphone-Selfies die notwendigen biometrischen Daten zu erhalten, um zum Beispiel eine personalisierte 3D-Druckvorlage für eine Augenprothese zu erhalten. Nehmen wir mal an, statt einer künstlichen Prepolymerlösung kommen Wachstumsfaktoren, organische Substanzen und modifizierte Zellen zum Einsatz. Ist dieser Gedanke zu futuristisch oder eher doch zum Greifen nah? 3D-Drucker sind in der Medizin mittlerweile weit verbreitet. So werden bereits Hörgeräte, Zahnkronen und sogar chirurgische Instrumente von medizinischen 3D-Druckern produziert. Der medizinische 3D-Druck bietet uns ganz neue Möglichkeiten. Die Patientenversorgung kann nun mit kosteneffizienten passgenauen Implantaten erfolgen. Sogar Organe sollen eines Tages mit Hilfe von medizinischen 3D-Druckern und Biotinte kreiert werden können. Das Bioprinting wird die Medizin auf ein neues Level bringen. Das erinnert ganz schön an den Vorspann der Science-Fiction-Serie "Westworld". Hier werden mittels 3D-Druckern menschenähnliche Roboter angefertigt. Beim Herstellungsprozess wird jede Muskelfaser, jedes Organ bis ins Detail durch den 3D-Drucker abgebildet.4

3D-Druckvorlagen für Adapter für Ophthalmoskopie-Linsen

Präoperativ können die Chirurginnen und Chirurgen an einem passgenauen Modell der Patientin/des Patienten die individuellen anatomischen Gegebenheiten studieren und sich auf diese Weise auf die Operation optimal vorbereiten. In der Augenheilkunde können wir bereits zu diesem Zeitpunkt von 3D-Druckern profitieren. Im letzten Beitrag haben wir die Smartphone-Funduskopie kennengelernt. 3D-Druckvorlagen für Adapter für Ophthalmoskopie-Linsen zur Modifizierung des Smartphones sind online erhältlich. Auf diese Weise kann ein Smartphone in ein medizinisches Gerät verwandelt werden.5-8

Mit dem 3D-Drucker und dem Smartphone zur Teleophthalmologie

Der heutige Beitrag und die kommenden Beiträge befassen sich mit den Möglichkeiten, die uns der medizinische 3D-Drucker für die Augenheilkunde liefert. Bereits im Jahr 2015 hat Sheng Chiong Hong von der Universität Otago, Neuseeland, berichtet, dass die mit dem 3D-Drucker hergestellten Adapter viral gehen könnten. Nicht zuletzt bedingt durch den geringen Kostenfaktor von 20 US-Dollar, umgerechnet in Euro wären das so um die 18,00 Euro.9 Gerade für die Länder mit einem schwächeren Bruttoinlandsprodukt könnten solche Adapter die wachsende Anzahl an zu versorgenden Patientinnen und Patienten aus ärmeren Bevölkerungsschichten enorm verbessern. In Kombination mit der Telemedizin, müsste die Fachärztin/ der Facharzt nicht einmal vor Ort sein.1

Was ist denn eigentlich alles mit einem 3D-Drucker, etwas Phantasie und dem notwendigen wissenschaftlichen Know-how möglich?

Bedarf für innovative Lösungen hat auf jeden Fall die Hornhautchirurgie. Erblindungsfälle aufgrund kornealer Pathologien sind aus globaler Sicht her keine Seltenheit. Ein großes Problem stellt die Organknappheit dar. In den Beiträgen vom 22.08.2019 über GelCORE und vom 11.10.2019 über die intravitreale Injektion kultivierter humaner Hornhautendothelzellen haben wir verschiedene Lösungsansätze hierzu kennengelernt. Heute kommt ein weiterer hinzu. Schauen wir mal über die Nordsee nach Newcastle rüber. Hier haben Forscher einen Weg gefunden, mittels medizinischem 3D-Drucker und Biotinte eine funktionsfähige Hornhaut zu drucken. Falls Ihr Euch jetzt fragt, was Biotinte ist und wie sie einen so komplexen ophthalmologischen Baustein ersetzen soll, keine Angst, wir schauen uns das im kommenden Beitrag im Detail an.10  

Referenzen:
1. Tan C. H. et al. (2019). Use of smartphones for detecting diabetic retinopathy: a protocol for a scoping review of diagnostic test accuracy studies. BMJ Open. 2019 Dec 8;9(12):e028811.
2. Poushter J. et al. (2018). Social media use continues to rise in developing countries but plateaus across developed ones: Pew research center, 2018. http://assets.pewresearch.org/wp-content/uploads/sites/2/2018/06/15135408/Pew-Research-Center_ Global-Tech-Social-Media-Use_2018.06.19.pdf [Accessed Nov 2018].
3. https://www.iapb.org/global-initiatives/vision-2020/what-is-vision-2020/
4. https://www.youtube.com/watch?v=QRi3ULhyQq0
5. https://www.instructables.com/id/Retinal-Imaging-Device-OphthalmicDocs-Fundus/
6. Hu A. et al. (2019). New open source 3-dimensional printed smartphone fundus imaging adaptor. June 2019Volume 54, Issue 3, Pages 399–400 
7. https://3dprint.nih.gov/discover/3dpx-009663
8. Myung D. et al. (2014). 3D Printed Smartphone Indirect Lens Adapter for Rapid, High Quality Retinal Imaging. JMTM2014.
9. Sheng Chiong Hong (2015). 3D printable retinal imaging adapter for smartphones could go global. Albrecht von Graæes Archiv für Ophthalmologie · April 2015.
10. Isaacson A. et. al. (2018). 3D bioprinting of a corneal stroma equivalent.
Exp Eye Res. 2018 Aug;173:188-193. doi: 10.1016/j.exer.2018.05.010. Epub 2018 May 30.

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