3D-Druck und Tiermedizin: Gedruckte Prothesen retten das Leben eines Vogels

Während einer Routineuntersuchung eines 25 Jahre alten Doppelhornvogels im Tierpark ZooTampa entdeckten Pfleger eine Läsion am Hornaufsatz des Tieres - dem charakteristischen gelben, helmartigen Auswuchs auf seinem Kopf. Eine genauere Analyse ergab, dass der Vogel namens Crescent lebensbedrohlich an Krebs erkrankt war.

Beim Doppelhornvogel, dessen Lebensraum durch Waldrodungen stark zerstört wurde und auf den wegen seines Hornes Jagd gemacht wird, handelt es sich um eine der gefährdetsten Vogelarten der Welt. Daher ist der ausschließlich auf dem indischen Subkontinent und in Südostasien heimische Vogel eine der wertvollsten Attraktionen des ZooTampa.

Der vom Krebs befallene Bereich des Hornaufsatzes nahe des Schädels umschloss zum Teil auch die Stirnhöhle des Vogels, sodass er nicht entfernt werden konnte. Das Team untersuchte, ob es möglich war, das Horn durch eine 3D-gedruckte Nachbildung zu ersetzen, die speziell für diesen Vogel entworfen wurde. Patientenspezifische Prothesen und Medizinprodukte wurden bei Menschen bereits vielfach eingesetzt, doch eine derartige Behandlung eines Doppelhornvogels war etwas noch nie Dagewesenes. War es überhaupt machbar, und wenn ja, welche Materialien konnten sicher an dem Vogel verwendet werden? 

„Aus der klinischen Literatur geht hervor, dass patientenspezifische Prothesen, Medizinprodukte und Bohrschablonen bei menschlichen Patienten zu besseren Ergebnissen führten“, erklärt Gaurav Manchanda, Leiter des Bereichs Medical Market Development bei Formlabs. „Wir freuen uns unermesslich, dass Crescent mit unserer Technologie genauso geholfen werden konnte.“

Wie der Tierpark ZooTampa berichtet, wurde der 3D-gedruckte "Ersatzschnabel" aus BioMed White Resin gefertigt. Dies ist ein lichtundurchlässiges, weißes Material für biokompatible Anwendungen, bei denen es über längere Zeit zum Kontakt mit Haut oder über kürzere Zeit mit Schleimhäuten kommt. Dieses Material in medizinischer Qualität ist auch für den kurzzeitigen Gewebe-, Knochen- oder Dentinkontakt validiert, was es zu einer Besonderheit unser den 3D-Druckmaterialien von Formlabs macht.

„Das Material wurde von Formlabs gespendet, und 3D-Team der Radiologieabteilung vom Krankenhaus USF Health druckte daraus auf einem Formlabs-3D-Drucker für den medizinischen Gebrauch eine Bohrschablone und das neue Horn“, berichtet ZooTampa.

Das Team fügte hinzu: „Ein unerwarteter Pluspunkt stellte sich heraus, als Crescent schon wenige Stunden nach der OP begann, ihr Gefieder zu putzen. Zufällig ist das Kunstharz von Formlabs mit dem gelben Sekret kompatibel, das von Crescents Bürzeldrüse abgegeben wird, sodass der neue Hornaufsatz schon bald genauso gelb leuchtete wie der alte.“

In den vergangenen paar Jahren hat sich die Nutzung von 3D-Druck im Gesundheitswesen rasant ausgebreitet. Immer mehr Krankenhäuser implementieren den klinikinternen 3D-Druck, um durch innovative Arbeitsabläufe nach Bedarf Behandlungen und chirurgische Instrumente zu kreieren, die auf den Patienten zugeschnitten sind, sowie visuelle Stützen für Diagnose und Ausbildung zu erstellen.

Doch auch in der Tiermedizin ist man auf die Technologie aufmerksam geworden, deren Methoden und Arbeitsabläufe sich überwiegend auch bei Tieren anwenden lassen. 

Am Michigan State University College of Veterinary Medicine geben sich Patienten aller Formen, Größen und Spezies die Klinke in die Pfote. Dr. Danielle Marturello ist Assistenzprofessorin für orthopädische Kleintierchirurgie. Das bedeutet, jeden Tag wartet etwas Neues auf sie. Manchmal verbringt sie den Tag in der Klinik und empfängt Katzen und Hunde mit Knochenbrüchen, Skelettfehlbildungen oder gerissenen Bändern. Und manchmal steht sie im Operationssaal, behandelt eben diese Patienten und ebnet ihnen den Weg der Besserung.

Bei einem äußerst komplizierten Fall wurde ein Hund eingeliefert, mit einem zersplitterten Schienbein direkt unterhalb des Knies. Da sich der Bruch so nah am Gelenk befand, war das volle Ausmaß auf der Röntgenaufnahme nur schwer zu erkennen. Deshalb druckte Dr. Marturello das fakturierte Schienbein auf dem Form 3 mit White Resin, sterilisierte die Modelle und machte sie somit sicher für die OP-Umgebung.

Dr. Marturello erzählt uns: „Wir konnten den Knochen während der Operation drehen, um einen besseren dreidimensionalen Eindruck und eine Übersicht der Fraktur zu haben. Das ist wichtig, da wir beim Eingriff nur eine Seite zu Gesicht bekommen. Der gedruckte Knochen war aufgrund des Winkels der Fraktur mehr als hilfreich. Und obwohl der Fall so schwierig war, ging es dem Hund wieder fantastisch. Das ist wirklich die nächste Evolutionsstufe der Chirurgie.“

Tiermedizinische Anwendungsbeispiele wie der Fall im Tierpark ZooTampa machen deutlich, was für eine grundlegende Rolle der 3D-Druck auch bei der Rettung unserer tierischen Freunde spielt. Dank unserer stetig wachsenden Materialbibliothek steht Formlabs Medical auf dem Gebiet der patientenspezifischen Behandlung an der Spitze. Egal ob Vogel, Hund oder Mensch: Der 3D-Druck holt die Medizin der Zukunft ins Jetzt, indem er Innovatoren des Gesundheitswesens selbst für die ungewöhnlichsten Probleme schnelle Lösungen liefert.