Sichere Medizinprodukte per 3D-Druck

Der Trend hin zu personalisierten Medizinprodukten ist weltweit ungebrochen und damit gewinnen auch Additive Fertigungstechnologien massiv an Bedeutung. Im Projekt „C-3PO“ entwickeln die ACR-Institute OFI, ZFE und KMFA standardisierbare Prüfmethoden, um Patient*innen-Sicherheit zu gewährleisten.

3D-Drucktechnologien bieten über Branchengrenzen hinweg enormes Potenzial und haben längst auch die Medizintechnik erreicht. Noch stehen dem breitflächigen Einsatz im Gesundheitsbereich aber einige Fragezeichen entgegen. „Neue Materialien bringen am Medizinproduktemarkt rund um Zahnschienen, Implantate oder Hörgeräte viele neue Möglichkeiten, bergen aber auch neue Herausforderungen bei der Sicherheitsbewertung“, betont Elisabeth Mertl, Projektleiterin am Österreichischen Forschungsinstitut für Chemie und Technik (OFI). Das hat unter anderem mit den unregelmäßigen Strukturen zu tun, die mit additiven Fertigungsverfahren einhergehen und zum Einschluss von Verunreinigungen führen können. Hinzu kommt, dass speziell für den 3D-Druck entwickelte Materialien noch nicht ausreichend auf ihre Eignung für medizinische Anwendungen getestet wurden. So könnten im Zuge der Nutzung freigesetzte Substanzen Entzündungen und andere unerwünschte Reaktionen im menschlichen Körper hervorrufen. Allzu poröse Oberflächen lassen sich wiederum mitunter nicht ausreichend von Verunreinigungen und Bakterien befreien, um das Infektionsrisiko zu minimieren.

Ein Forscher und eine Forscherin vor einem Mikroskop im Labor

Antworten auf die vielen bisher ungeklärte Fragen soll das Projekt „C-3PO“ unter der Leitung des OFI liefern, indem die Forscher*innen verschiedene 3D-Drucktechnologien unter die Lupe nehmen. Als „biokompatibel“ bezeichnet man dabei Materialien, die für lebende Organismen unbedenklich sind. Neben den freigesetzten Substanzen untersuchen die Forscher*innen auch, wie sich verschiedene Drucktechnologien auf die Oberflächenbeschaffenheit und die damit verbundene Sterilisierbarkeit auswirken. Anders als bisherige Forschungsprojekte konzentriert sich das Vorhaben auf Klein- und Mittelbetriebe. Die vielfältigen Möglichkeiten bei vergleichsweise geringen Kosten und Abfallmengen machen 3D-Drucktechnologien für KMU besonders attraktiv. Gleichzeitig sind diese angesichts begrenzter eigener Ressourcen umso mehr auf niederschwellige Lösungsansätze angewiesen, um den komplexen technischen und regulatorischen Anforderungen gerecht zu werden.

„Neue Materialien bringen am Medizinproduktemarkt rund um Zahnschienen, Implantate oder Hörgeräte viele neue Möglichkeiten, bergen aber auch neue Herausforderungen bei der Sicherheitsbewertung.“

Elisabeth Mertl, Projektleiterin am OFI
Forscherin mit Proben im Labor
Forscherin beim Pipettieren im Labor

Mit „C-3PO“ verfolgen die ACR-Institute OFI, KMFA und ZFE erstmals einen ganzheitlichen Ansatz, der Materialwissenschaften, Medizintechnik und Biologie vereint, um 3D-Drucktechnologien für den Gesundheitsbereich nutzbar zu machen. Von Beginn an werden auch Hersteller von Medizinprodukten in das Projekt einbezogen. Sie liefern nicht nur wichtige Informationen zu den derzeit am häufigsten eingesetzten Materialien und Technologien, sondern unterstützen die Forscher*innen auch bei der Ausgestaltung von Testbauteilen. Im Zuge des Projekts sollen letztlich neue Prüf- und Bewertungsmethoden entstehen, um gesundheitliche Risiken rund um 3D-gedruckte Medizinprodukte zukünftig ausschließen zu können.

Für Hersteller bringt das in mehrfacher Hinsicht entscheidende Vorteile. Sie können relevante Kriterien schon bei der Auswahl der Materialien und Drucktechnologien berücksichtigen und den Entwicklungsprozess bis zur Marktreife damit deutlich beschleunigen. Auch im Rahmen der Produktzulassung sorgen validierte Prüfmethoden für wesentlich kürzere Wartezeiten. Nicht zuletzt wird durch die Gremienarbeit der beteiligten Forscher*innen sichergestellt, dass bisher wenig beachtete Sicherheitsaspekte Eingang in bestehende Normen und Standards finden. Was im öffentlichen Diskurs oft untergeht, ist für die Projektleiterin Elisabeth Mertl nämlich längst zur Routine geworden. Nach der erfolgreichen normativen Verankerung von tierversuchsfreien Testmethoden zur Risikobewertung von Medizinprodukten und Menstruationsartikeln könnte mit „C-3PO“ ein weiterer Meilenstein für die Patient*innen-Sicherheit gelingen.