gms | German Medical Science

Fragestellung: Bei der Ohrrekonstruktion könnten mit einem 3D Drucker hergestellte Implantate nicht nur das ästhetische Ergebnisse verbessern, sondern auch mit Hilfe von Stammzellen die Regeneration des Ohrknorpels ermöglichen. Aufgrund der Kosten für den 3D-Drucker sind diese Implantate sehr teuer. Aus diesem Grund soll die Machbarkeit der Herstellung solcher Implantate mit einem preisgünstigen 3D-Drucker untersucht werden, um so die Möglichkeit einer Produktion vor Ort in der Klinik zu bewerten.

Methoden: Zum 3D-Druck mittels FDM wurde ein Ultimaker 2+ (EUK) verwendet. Aufgrund des Vertriebs unter CC BY-NC Lizenz konnte die offene Software-Architektur des Druckers modifiziert werden, um so den Druck von biologisch aktivem Polykaprolakton (PCL) zu ermöglichen. Im ersten Schritt wurde die Druckgenauigkeit von PCL im Vergleich zu ABS-Kunststoff untersucht und optimiert. Im zweiten Schritt wurde ein Implantat in Form von Ohrknorpel zuerst in solider und anschließend in poröser Form produziert und die Qualität des 3D-Drucks bewertet. Zuletzt wurde das Material mit Fettgewebsstammzellen (ASCs) besiedelt und auf Zytotoxizität, Zelladhäsion und Differenzierung im Vergleich zu kommerziell erwerblichen PCL-Scaffolds untersucht.

Ergebnisse: Der Druck von PCL war mit gleichwertiger Genauigkeit wie ABS im Vorversuch möglich. Implantate konnten gut in solider Form und mit eingeschränkter Genauigkeit in poröser Form produziert werden. Die Zellvitalität, Zelladhäsion und Differenzierung der ASCs war auf dem selbst gedruckten PCL-Scaffolds im Vergleich zu kommerziell erwerblichen nicht eingeschränkt.

Schlussfolgerung: Die Herstellung von PCL-Implantaten ist mit einem preisgünstigen modifiziertem 3D-Drucker möglich. Die Druckqualität ist ausreichend und die biologische Aktivität des Implantats nahezu gleichwertig zu kommerziell erwerblichen. Daher sollte die Vor-Ort-Produktion im Rahmen von klinischen Studien weiterverfolgt werden, um eine Translation der Technik voranzutreiben.