3D-gedrucktes Gitternetz-Quadrat aus PEEK

Die wichtigsten Polymere für den 3D-Druck in der Medizin

Um Entscheidungen zu vereinfachen, ist hier ein kurzer Überblick über medizinisch geeignete Polymere für den 3D-Druck

Das Gesundheitswesen ist eines der anspruchsvollsten Anwendungsgebiete im 3D-Druck. Umso wichtiger ist das Wissen um die Werkstoffe, die dafür zugelassen sind. Neben Metallen sind Hochleistungskunststoffe die bevorzugten Materialien, um medizinische Geräte bedarfsgerecht additiv zu fertigen.

Das zeigt auch eine neue Studie des Europäischen Patentamtes. Demnach gingen von 2010 bis 2018 aus 3D-Druck-Anwendungen mit Polymeren mehr Patentanmeldungen hervor als aus allen anderen Materialgruppen zusammen. Höchste Zeit also, sich die vielversprechendsten Polymere für den 3D-Druck in der Medizin etwas genauer anzusehen.

Welche Polymere für den 3D-Druck medizinischer Produkte?

Um für den sicheren 3D-Druck von Medizinprodukten geeignet zu sein, sind bei Materialien folgende Eigenschaften unter anderen entscheidend: In erster Linie müssen sie biokompatibel sein. Außerdem stehen Sterilisierbarkeit, gute mechanische Eigenschaften und chemische Beständigkeit im Fokus. Das sind die am besten geeigneten Polymere für den 3D-Druck in der Medizin, die derzeit verfügbar sind:

  1. PEEK – Polyetheretherketon, kurz PEEK, zum Beispiel ist ein Hochleistungspolymer, das seit Jahren in medizinischen Anwendungen zum Einsatz kommt. Mit dem 3D-Drucker Kumovis R1 lassen sich zwei Typen von PEEK-Filamenten verarbeiten: Material in implantierbarer Qualität für langfristige Anwendungen und Material in medizinischer Qualität für kurzfristige Anwendungen wie chirurgische Instrumente.
  2. PEKK – Polyetherketonketon ist ein Hochleistungspolymer, bei dem eine der PEEK-Etherbindungen durch eine steifere Ketongruppe ersetzt ist. Das daraus entstehende PEKK ist eines der neuen medizinischen Materialien, die für den 3D-Druck mit dem Kumovis R1 verfügbar sind. In amorphem Zustand bietet es eine hohe Duktilität und mechanische Festigkeit.
  3. RESOMER® – Das Materialportfolio namens RESOMER® besteht aus teilkristallinen und amorphen bioresorbierbaren Polymeren mit Abbauzeiten von unter sechs Monaten bis mehr als drei Jahren. Vier verschiedene Typen sind derzeit als Filament erhältlich. Vier verschiedene Typen sind derzeit als Filament erhältlich.
  4. PPSU – Polyphenylsulfon (PPSU) ist ein amorphes Polymer, das unter anderem eine hohe Schlagzähigkeit bietet. Wie PEEK ist PPSU als Ausführung in hoher Qualität für Langzeitanwendungen, zum Beispiel implantierbare Medizinprodukte, und in medizinischer Qualität für Kurzzeitanwendungen verfügbar. Für den 3D-Druck medizinischer Instrumente bietet Kumovis zwei Typen PPSU. Diese sind für den Einsatz am Körper über einen Zeitraum von bis zu 24 Stunden zugelassen und blau eingefärbt. Ein PPSU-Typ ist zusätzlich mit Bariumsulfat versetzt, um es in bildgebenden Verfahren sichtbar zu machen. PPSU ist sterilisierbar und somit für wiederaufbereitbare medizinische Instrumente geeignet.

FLM-Verfahren für Medizintechnik

Um implantierbare wie resorbierbare Medizinprodukte sicher und nachhaltig zu fertigen, ist neben der richtigen Wahl des Werkstoffs auch dessen reproduzierbare Verarbeitung essentiell. Außerdem bedarf es eines Prozesses, der sowohl die regulatorischen als auch individuellen Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls erfüllt.

Als verlässlicher Partner für die Medizintechnik hat sich Kumovis seit 2017 auf das Fused-Layer-Manufacturing-Verfahren mit Hochleistungsmaterialen wie PEEK, PEKK, PPSU und PEI spezialisiert. Das offene Filament-System Kumovis R1 bietet dafür die Plattform. Zusammen als Partner meistern wir ihre 3D-Druck-Herausforderungen.