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Wissen & Umwelt

Schnabel-Prothese aus dem 3D-Drucker

Sie können Schmuck drucken, Automotoren oder ein ganzes Haus: 3D-Druckern scheinen kaum Grenzen gesetzt. Jetzt sollen sie einem Tukan helfen - mit einer Schnabelprothese. Das Experiment hilft auch der Humanforschung.

Die Folgen der Misshandlungen an Tukan Grecia sind offensichtlich: Dort, wo sein imposanter rot-gelber Schnabel leuchten sollte, befindet sich nur ein Stumpf. Jugendliche schlugen dem Tropenvogel aus Costa Rica einen Großteil seines Schnabels ab. Seit dem Angriff kann Grecia kaum selbstständig fressen oder trinken. Auch in anderen Situationen bleibt dem Vogel ein normales Sozialleben verwehrt. Tukane nutzen ihren Schnabel beim Balztanz, als Verteidigung und zur Wärmeregulierung. Die Lösung: Der Vogel soll eine Prothese aus dem 3D-Drucker erhalten. In nur 48 Stunden wurden über das Internet genug Spenden gesammelt, um diese zu finanzieren. Unter dem Hashtag #savethetoucan sprachen User dem Vogel ihr Mitgefühl aus.

Für die Erstellung der Prothese wird der intakte Schnabel eines anderen Tukans gescannt, am Computer kann das Modell dann an Grecias individuelle Bedürfnisse angepasst werden. Schon mehrmals konnte so Tieren das Leben gerettet werden. 2012 erhielt der Adler Beauty aus den USA einen neuen Schnabel. Im vergangenen Jahr bekam ein Pinguin im Warschauer Zoo ebenfalls eine Schnabelprothese, mit der er wieder eigenständig fressen und trinken konnte.

Anwendung am Menschen

In der Humanmedizin werden schon seit mehreren Jahren Prothesen aus 3D-Druckern verwendet. "Bisher lag der Schwerpunkt vor allem auf Prothesen im Schädelbereich, zum Beispiel nach einer Tumorentfernung. Dafür gab es früher nur rudimentäre Lösungen, also zum Beispiel Platten oder Gitterstrukturen. Mit dem 3D-Drucker können wir inzwischen patientenspezifische Prothesen herstellen", sagt Martin Wehner vom Fraunhofer-Institut für Lasertechnik. Auch stark gekrümmte oder schwierige Oberflächen kann der Drucker in kurzer Zeit nachbilden. Somit bedeuten die Drucker einen großen Fortschritt für die Medizintechnik.

Ein Turkan Simon Bolivar Zoo in Costa Rica (Foto: HECTOR RETAMAL/AFP/Getty Images).

So soll Tukan Grecias Schnabel mit der Prothese bald wieder aussehen

Doch in schwierigen Fällen hilft zurzeit selbst ein 3D-Drucker nicht weiter. Wenn beispielsweise die Prothese in den menschlichen Körper eingesetzt wird und von ihm angenommen werden muss, muss mit bestimmten Materialien gearbeitet werden, die diese Funktion leisten. Hier ist der Einsatz von Kunststoff nötig.

Doch hier gibt es ein Problem: "Kunststoffe könnten wir zwar drucken, sie finden bereits im technischen Bereich Anwendung. Sie enthalten aber mitunter Stoffe, die für den menschlichen Körper ungesund sind. Die Langzeitfolgen sind daher nicht absehbar. Es gibt nur wenige Silikon- und Teflonverbindungen, die zurzeit für den Einsatz in der Humanmedizin zugelassen sind", so Wehner. Mit diesen Stoffen, die die strengen Richtlinien für Implantate erfüllen, können 3D-Drucker aber noch nicht umgehen. Wehner und sein Team forschen deshalb daran, wie auch diese Materialien vom 3D-Drucker verarbeitet werden können.

Schädelimplantat aus dem 3D Drucker (Foto: Foto: Fabian Schmidt/DW).

Implantate aus dem 3D-Drucker für den Menschen werden heute meist aus Metall gefertigt

Tierversuch mit Tukan

Tukan Grecias Schnabelprothese hilft deshalb auch der Humanmedizin weiter, meint Wehner. "Selbst Materialien, die anfänglich Testphasen durchlaufen haben, müssen ihre Anwendung durch Tierversuche beweisen." So können Praxisversuch und Materialtest gleichzeitig abgehandelt werden. Im Falle des Tukans Grecia stellt sich die Frage der Langzeitfolgen von eventuell schädlichen Materialien ohnehin nicht. Der Vogel wird froh sein, überhaupt wieder einen Schnabel zu haben, mit dem er fressen, balzen und sich verteidigen kann.

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