Mit der Erweiterung der Bibliothek biokompatibler Materialien von Formlabs wird der 3D-Druck zu einer Option für immer mehr Arbeitsabläufe und Anwendungen, sorgt für verbesserte Patientenversorgung, Kostensenkung und erweitert die Möglichkeiten.

Die Schwierigkeit der Herstellung flexibler und biokompatibler Teile für die Gesundheitsbranche

Seit Jahren verbessert der 3D-Druck die Arbeitsabläufe von Medizintechnikunternehmen und medizinischen Fachkräften. Für Anwendungen, die sowohl Flexibilität als auch Biokompatibilität erfordern, gab es jedoch bis jetzt kein ganzheitliches 3D-Druckverfahren für das Formlabs-Ökosystem.

Für die Produktion biokompatibler und starrer Teile haben viele Unternehmen mittlerweile festgestellt, dass der 3D-Druck ein kostengünstiges Produktionsmittel  ist. Für elastomere Teile ist der 3D-Druck jedoch keine Lösung, da es an Materialien mit der richtigen Shore-Härte und Bruchdehnung fehlt, die gleichzeitig strenge Biokompatibilitäts-Anforderungen erfüllen. Flexible Teile für den Endgebrauch, wie z. B. kundenspezifische Geräte, patientenspezifische chirurgische Modelle und kurzzeitig tragbare oder mit der Haut in Kontakt kommende Geräte, waren bisher extrem schwierig kostengünstig herzustellen, und viele Unternehmen bieten nur standardisierte Optionen an.

Unternehmen der Medizintechnik sind traditionell durch die Verfügbarkeit von elastomeren 3D-Druckmaterialien in jeder Phase des Design- und Herstellungsprozesses eingeschränkt. Beim Prototyping müssen die Konstrukteure entweder mit nicht biokompatiblen oder starren Materialien 3D-drucken, eine 3D-gedruckte Form erstellen und Silikon in medizinischer Qualität von Hand gießen oder ein Unternehmen mit unerschwinglichen Kosten beauftragen. Diese Arbeitsabläufe beeinträchtigen den Designzyklus, schaden der Leistung des Produkts und erschweren es dem Unternehmen, schnell auf den Markt zu kommen.

Am Ort der Behandlung hat der Mangel an flexiblen und biokompatiblen Materialien die Möglichkeiten des 3D-Drucks für Krankenhäuser und medizinische Einrichtungen eingeschränkt, trotz des enormen Nutzens, den diese Technologie bietet. Mehrere Krankenhausforscher verwenden heute flexible, nicht biokompatible Materialien für Schulungs- und Ausbildungszwecke, können diese aber nicht im Operationssaal einsetzen. Mit einem flexiblen und biokompatiblen 3D-Druck-Workflow können Krankenhäuser und medizinische Dienstleistungsunternehmen diese Modelle jetzt in den OP bringen und die Palette der von ihnen angebotenen Teile erweitern, die Qualität der Patientenversorgung verbessern und die Kosten für den Anbieter senken.

Flexibilität, Transparenz und Biokompatibilität ermöglichen eine neue 3D-Druckanwendung

Mit der Einführung von BioMed Flex 80A Resin und BioMed Elastic 50A Resin haben Medizintechnikunternehmen, medizinisches Fachpersonal und chirurgische Planungsbüros endlich Zugang zu rationalisierten Arbeitsabläufen, die das Beste aus dem 3D-Druck mit dem Besten aus Biokompatibilität und Materialien kombinieren. Das Engagement von Formlabs für die Aufrechterhaltung regulierter und zertifizierter Arbeitsabläufe stellt sicher, dass die Anwender darauf vertrauen können, dass diese Teile nach ISO 10993 und USP Class VI geprüft und in einer FDA-registrierten und nach ISO 13485 zertifizierten Einrichtung hergestellt werden.

	Maximale Zugfestigkeit	Reißfestigkeit	Shore-Härte
BioMed Flex 80A Resin	7,2 MPa	22 kN/m	80A
BioMed Elastic 50A Resin	2,3 MPa	11 kN/m	50A

 

BioMed Flex 80A Resin hat eine Shore-Härte von 80A und eine Bruchdehnung von 120 %, was bedeutet, dass die Teile nach der Verformung in ihre ursprüngliche Form zurückkehren und die Manipulation des Teils während der Untersuchung oder Prüfung ermöglichen. Diese Teile können für flexible Komponenten von Geräten und patientenspezifischen Instrumenten verwendet werden, wie z. B. kurzfristige Schleimhautschläuche, die an die Anatomie des Patienten angepasst werden. Chirurgen können anatomische Modelle, die dem festen Gewebe ähnlicher sind, zur Untersuchung und als Referenz während eines Eingriffs in den OP mitbringen, was nachweislich das Ergebnis und die Erholungszeit des Patienten verbessert.

Dr. Prashanth Ravi, Assistenzprofessor am Department of Radiology an der University of Cincinnati, arbeitet seit Jahren mit den Spezialharzen von Formlabs und ist begeistert von den neuen Anwendungsmöglichkeiten des BioMed Flex 80A Resin: „Das BioMed Flex 80A Resin ist ein großartiges Werkzeug, da es flexibel ist und alle Bestandteile besitzt, um für verschiedene klinische Indikationen biokompatibel zu sein.

Bei Northwell Health, einem führenden Anbieter fortschrittlicher medizinischer Versorgung, ist der 3D-Druck schon seit Jahren Teil des Arbeitsablaufs. Bis zur Freigabe dieser beiden neuen Materialien musste Allison Neuwirth von Northwell einen mehrstufigen Silikonformungsprozess für biokompatible, kundenspezifische medizinische Geräte oder Komponenten, die mit dem Patienten in Kontakt kommen, durchführen.

„Im Klinikumfeld glänzt dieses Material durch seine Fähigkeit, maßgefertigte, formbare Teile zu produzieren, die mit dem Körper in Kontakt kommen können. Außerdem macht es die Prototypenfertigung mittels Silikonguss überflüssig, was ein aufwendiger und verschwenderischer Prozess ist.“

Allison Neuwirth, Projektmanager, Northwell Health

Die elastischen Eigenschaften von BioMed Elastic 50A Resin, eine Shore-Härte von 50A und eine Bruchdehnung von 150 %, ermöglichen neue 3D-Druckanwendungen für biokompatible Arbeitsabläufe. Die Teile lassen sich leicht biegen, manipulieren und zusammendrücken, so dass Komponenten wie Dichtungen und Dichtungen oder dünne, flexible Gehäuse für Unternehmen der Medizintechnik möglich sind. Die transparenten Eigenschaften von BioMed Elastic 50A Resin bedeuten, dass schlauchähnliche Teile die Bewegung von Flüssigkeit zeigen können, so dass kundenspezifische, biokompatible fluidische Geräte in medizinischen Bereichen kostengünstig hergestellt werden können.

BioMed Elastic 50A Resin eignet sich auch ideal für den 3D-Druck von Weichgewebemodellen, die Chirurgen zu Referenzzwecken in den OP mitbringen können, oder sogar für komfortable patientenspezifische Teile mit langfristigem Hautkontakt wie Nasenschläuche, Pflaster und mehr. Dr. Ravi sieht in einer spezifischen Anwendung eine perfekte Einsatzmöglichkeit für das neue Elastomermaterial: „Eine eindeutige Anwendung ist die Größenbestimmung für den Verschluss des linken Vorhofohrs zur Behandlung von Vorhofflimmern. Wenn der Kardiologe das sterilisierte 3D-gedruckte anatomische Modell mit in den Operationssaal nehmen möchte, um die Größe des Geräts zu bestimmen und mit dem Operationsteam vor dem Eingriff zu kommunizieren, ist das BioMed Elastic 50A Harz das Material, das wir verwenden würden.“

Bei Baystate Health bereitet Greg Gagnon, Spezialist für 3D-Druck, 3D-gedruckte Bolusgeräte und andere Geräte für Ärzte vor. Bis zur Arbeit mit BioMed Elastic 50A Resin konnte Gagnon kein direkt 3D-gedrucktes Elastomermaterial verwenden.

„Ich war sehr begeistert von dem Material. Die relative Elektronendichte war fast identisch zu der von Wasser, die bei 1,0 g/cm3 liegt, und das ist für den 3D-Druck von Boli für Patienten hervorragend. [Wir haben] einige Designs schon bereit für die Testphase und können damit unsere Anwendungsfälle im chirurgischen Bereich ausweiten.“

Greg Gagnon, 3D Printing Specialist, Baystate Health

Optimierte Prozesse für flexible Teile in medizinischer Qualität

Mit diesen zwei neuen flexiblen Materialien wird der biokompatible 3D-Druck für Hersteller von Medizinprodukten und für die Gesundheitsbranche zugänglicher, funktionaler und weniger arbeitsintensiv.

Die Form 3B/+– und Form 3BL-Drucker von Formlabs ermöglichen Herstellern von Medizinprodukten und medizinischem Fachpersonal die einfache und kostengünstige Herstellung von Modellen, Geräten und Komponenten. Die kleine Stellfläche und der berührungsarme Arbeitsablauf der Plattform erleichtern den Einsatz in Krankenhäusern, in denen der Platz knapp ist, und ermöglichen eine effektive Skalierung in Produktionsstätten.

Mit diesen beiden neuen Harzen können medizinische Fachkräfte Schritte in ihrem Herstellungsprozess einsparen und Arbeitsabläufe rationalisieren. Der direkte 3D-Druck biokompatibler und flexibler Teile kann nun mit der gleichen Konsistenz und Zuverlässigkeit erfolgen, die Formlabs bereits bei so vielen anderen Anwendungen erreicht hat.

BioMed Flex 80A Resin und BioMed Elastic 50A Resin können die Hindernisse beseitigen, die bei der Herstellung von Medizinprodukten und bei anatomischen Modellierungsabläufen bestehen – so können sich die Anwender auf das Wesentliche konzentrieren und müssen keine mühsamen Silikonformen mehr durchführen. Sehen Sie sich unser Webinar an, um mehr über die beiden Materialien zu erfahren, oder vereinbaren Sie einen Beratungstermin mit einem Spezialisten für medizinischen 3D-Druck, um sie in Ihren Arbeitsablauf zu integrieren.