Materialien und Gerüste im medizinischen 3-D-Druck und Bioprinting im Kontext der Knochenregeneration

Eine der größten Herausforderungen in der regenerativen Medizin ist nach wie vor die funktionelle und strukturelle Wiederherstellung von verloren gegangenem Knochen. In vielen Fällen wird für die Rekonstruktion von Knochengewebe autologer Knochen verwendet, allerdings ist dieser nur begrenzt verfügbar und der Eingriff bedeutet immer eine zusätzliche Belastung für den Patienten. Deshalb kommen immer häufiger alternative biokompatible Materialien bei der Knochenaugmentation zum Einsatz. Um in diesem Zusammenhang die strukturelle Funktion des Knochens zu gewährleisten, werden - je nach medizinischer Indikation - Gerüste verwendet, die in die Knochendefekte eingebracht und fixiert werden. Trotzdem stellt jede individuelle klinische Situation den Chirurgen vor die Herausforderung, standardisierte Gerüste an die jeweilige Patientensituation anpassen zu müssen, was in vielen Fällen nicht uneingeschränkt möglich ist. Deshalb entwickelte sich in den letzten Jahrzehnten besonders der 3-D-Druck oder die additive Fertigung von Gerüsten zu einem der innovativsten Ansätze in der Chirurgie, um Patienten individualisiert und besser behandeln zu können. Zahlreiche Materialien sind für den 3-D-Druck verfügbar und je nach Bearbeitungsbedingungen dieser Materialien auch verschiedene Druckverfahren. Neben den konventionellen Druckverfahren ist im Kontext der medizinischen additiven Fertigung das sogenannte 3-D-Bioprinting ein weiterer vielversprechender Ansatz. Mit diesem Verfahren ist es möglich, menschliche Zellen eingebettet in speziellen Trägersubstanzen zu drucken, um funktionelle Gewebe zu generieren. Sogar das direkte Drucken in Knochendefekte oder Läsionen ist möglich. Der 3-D-Druck verbessert schon jetzt die Behandlung von Patienten und verfügt über das Potenzial, die regenerative Medizin in Zukunft zu revolutionieren. Schlagwörter: 3-D-Druck, additive Fertigung, Bioprinting, Knochenregeneration, regenerative Medizin, Gerüste, biokompatible Materialien