Münster (mfm/ajs) – Schädelimplantate, anatomische Modelle, chirurgische Instrumente: Vieles, was im Klinikalltag benötigt wird, fertigen bislang spezialisierte Medizinunternehmen an. Für die Universitätsmedizin in Münster könnten diese Produkte künftig großenteils im eigenen 3D-Druck-Center entstehen. Für den weiteren Ausbau der Einrichtung haben die Medizinische Fakultät der Universität Münster und das Universitätsklinikum Münster (UKM) nun einen Förderbescheid über 2,8 Millionen Euro erhalten. Als eines von 29 Projekten profitiert das Center damit von den Geldern des EFRE/JTF-Programms der Europäischen Union.

Die Grundbausteine für die münstersche Einrichtung sind bereits vorhanden: 2023 wurde der 1,4 Tonnen schwere 3D-Drucker als Kernstück geliefert, 2024 das 3D-Center offiziell eröffnet. Nun soll in den kommenden drei Jahren eine komplette 3D-Druck-Infrastruktur aufgebaut werden. Neben der Beschaffung von neuem Equipment werden dabei neue Verfahren entwickelt, um 3D-gedruckte Medizinprodukte gründlich zu prüfen – etwa auf Stabilität oder darauf, wie Implantate sich im Körper verhalten. Gleichzeitig soll ein digitales Koordinationssystem für das Zentrum entstehen: Ein sogenannter „virtueller Zwilling“ bildet den gesamten 3D-Druckprozess in seiner Produktionsumgebung digital ab. So kann der Druck schon vorab geplant, überwacht und optimiert werden.

„Das Programm wird durch künstliche Intelligenz unterstützt und soll die Steuerung des Centers vereinfachen“, erklärt Dr. Martin Schulze, Leiter des 3D-Centers. Ein wesentlicher Kostenfaktor des Projekts ist neben der KI-gestützten Software vor allem die Einhaltung der Qualitäts- und Sicherheitsstandards in der Produktion: Nur strenge Kontrollen und hochregulierte Fertigungsbereiche ermöglichen, dass die sterilen Medizinprodukte später auch im Operationssaal und am menschlichen Körper verwendet werden dürfen. 

Für die Umsetzung der Neuerungen arbeitet das UKM im Auftrag der Universität Münster mit dem Labor für Werkstofftechnik der FH Münster unter Leitung von Prof. Miriam Laubrock sowie mit dem Softwareunternehmen Innocoding zusammen. Das FH-Labor kümmert sich um die nötigen Werkstoffuntersuchungen und die Entwicklung von Prüfmethoden der gedruckten Medizinprodukte. Neben den 2,8 Millionen Euro, die allein in die Uni-Medizin fließen, stehen weitere 700.000 Euro an Fördermitteln für die Arbeit der Verbundpartner zur Verfügung. 

Ein derartiger Zusammenschluss aus Forschung, Qualitätsprüfung und direkter Anwendung im medizinischen Bereich macht das Projekt laut Martin Schulze sehr besonders: „Die enge Zusammenarbeit ermöglicht, dass neue Forschungsergebnisse direkt umgesetzt werden können und so auch schneller beim Patienten ankommen“. Die Chance zu haben, in einem Klinikum direkt vor Ort individuell angepasste Implantate zu produzieren sei „ein großer Meilenstein“ in der Medizin. Das ist auch möglich, weil das 3D-Druck-Zentrum direkt in den Bereich der Experimentellen Orthopädie an der Medizinischen Fakultät integriert ist. 

Ein konkretes Ziel sei es, noch in diesem Jahr spezielle Schädelimplantate aus Kunststoff im 3D-Druck herstellen zu können. Zwar ist das bereits ein gängiges Verfahren, doch können nun neue Oberflächenbeschaffenheiten und Beschichtungen angewandt werden. Die Implantate sollen dadurch einen noch besseren Infektionsschutz bieten als bisher. Zudem sollen im 3D-Drucker produzierte Implantate in Zukunft aus verschiedenen Materialien bestehen können – zusammengesetzte Einzelteile lassen sich so in Farbe und Textur unterscheiden. Auch für medizinisches Fachpersonal in der Ausbildung könnte das erhebliche Vorteile haben. Martin Schulze betont: „Fachkräfte, die noch Erfahrungen sammeln müssen, erhalten so die Möglichkeit, Behandlungen an realistischer wirkenden Gewebestrukturen zu üben.“ 

Insgesamt erhoffen sich die Projektleitungen eine Verbesserung der Patientenversorgung – auch dadurch, dass erprobte Verfahren direkt in klinischen Studien getestet werden können. Bis 2029 soll mit Hilfe der Fördergelder nach eigenen Angaben eins der größten 3D-Druckzentren im deutschsprachigen Raum entstehen.