3D-Drucktechnik rettet Tierleben

3D-Drucktechnik ist eine einzigartige Technologie, die es möglich macht, so gut wie alles schnell und akkurat zu produzieren. Gegenstände können darüber hinaus in verschiedenen Materialien gedruckt werden, wie zum Beispiel in Plastik, Metall oder Wachs. Hersteller müssen ihre Geräte nun nicht mehr neu einstellen oder manuell Prototypen erstellen – stattdessen können sie sich der 3D-Drucktechnik bedienen. Auf diese Weise ist es möglich, so gut wie jeden erdenklichen Gegenstand in der entsprechenden Größe zu produzieren: Kinderspielzeug, Astronautenpizza, High Heels mit integriertem Werkzeug für Penetrationstests und medizinische Prothesen für Menschen oder Tiere.

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Für die 3D-Druck-Industrie ist die Rettung von Wildtieren nicht allein eine gemeinnützige Angelegenheit, sondern auch eine Möglichkeit, um zu zeigen welches Potenzial diese neue Technologie birgt. Ingenieure und Doktoren behelfen sich bei der Herstellung von Tierprothesen, sowie Schienen, Laufgestellen und anderer medizinischer Geräte, mit 3D-Druckern. Nach der Genesung des Tieres kann die Prothese entfernt und wiederverwendet werden.

Neue Beine für einen Hund

Der Hund Derby wurde mit unterentwickelten Vorderschenkeln geboren, so dass er sich nur kriechend fortbewegen konnte. Seine ursprüngliche Besitzer setzten ihn aus. Zum Glück traf er bald auf Tara Anderson, die Direktorin von 3D Systems. Sie adoptierte Derby und machte ihn zum Musterbeispiel für die 3D-Drucktechnologie – denn das hochqualifizierte Team von 3D Systems entwickelte und druckte ein maßgefertigtes Paar Beinprothesen.
Und Derby nahm sie mit Freuden an! Er lernte schnell laufen; mittlerweile läuft er täglich fünf Kilometer mit seinem neuen Herrchen – Taras Ehemann.

Die Prothesen, die Derby nun benutzt, sind nicht das erste für ihn angefertigte Modell: 3D Systems entwickelte verschiedene Versionen. Das ursprüngliche Modell war zu kurz und Derby konnte seinen Rücken nicht gerade halten. Eine solche Fehlhaltung setzt die Wirbelsäule einer hohen Belastung aus und hätte bleibende Schäden verursachen können.
Es stellte sich jedoch heraus, dass größere Prothesen keine Lösung für das Problem darstellten: sie erschwerten lediglich die Bewegung.
Das Team von 3D Systems musste das Design komplett ändern, ein anderes Material auswählen und ein Modell erstellen, das die Funktionalität des Kniegelenks nachbildet. Im Ergebnis erhielt Derby Prothesen, die nicht wie Hundebeine aussahen. Derby benutzt sie dennoch täglich mit großem Eifer.

Eine Schildkröte mit Titan-Kieferknochen

Der Großteil der Meeresschildkröten steht auf der Liste der bedrohten Tierarten – aus diesem Grund versuchen Wissenschaftler nach Möglichkeit jedes verletzte Tier zu retten.
Im Jahr 2014 geriet eine erwachsene Meeresschildkröte in eine Schiffsschraube; das Ergebnis war tragisch: Der Kieferknochen war gebrochen und das Tier konnte nicht mehr selbstständig Nahrung zu sich nehmen.

Die Pflege im Labor stellte sich äußerst kompliziert dar: Die Meeresschildkröte konnte keine Jungfische verschlingen und war extrem ausgehungert. Aus diesem Grund kooperierten die Spezialisten des Sea Turtle Research, Rescue and Rehabilitation Center der Pamukkale-Universität mit einer türkischen Firma namens Btech Innovation, um einen Kieferknochen für die Meeresschildkröte zu entwickeln und mittels 3D-Drucktechnik in Titan zu drucken.

3D-Druck in Metall ist eine der vielversprechendsten Technologien. Bislang ist den meisten Menschen 3D-Druck nur im Zusammenhang mit Plastik (in erster Linie ABS-Plastik) ein Begriff. Per Schmelzschichtung hergestellte Plastikgegenstände sind zwar günstig in der Herstellung, allerdings nicht besonders resistent. Darüber hinaus bietet diese Methode nicht das erforderliche Maß an Präzision beim Druck, um komplexe Gegenstände wie beispielsweise einen Schildkrötenkiefer herzustellen.

3D-Druck in Metall ermöglicht es, mit äußerster Präzision und Detailgenauigkeit robuste Gegenstände zu erzeugen. Aus diesem Grund wurde der neue Kieferknochen in Titan gefertigt. Die Entwicklung eines 3D-Druckers, der in annehmbarer Qualität in Metall drucken kann, war ein langwieriger Prozess. Moderne 3D-Drucker benutzen Metal Clay, eine Mischung aus feinsten Metallpartikeln (beispielsweise aus Silber, Gold, Bronze oder Kupfer) mit organischen Bindemitteln und Wasser. Die letzten beiden Inhaltsstoffe werden hierbei während des Druckprozesses verbrannt, so dass ein robuster Metallgegenstand entsteht.

Zwei in einem: ein architektonisches Meisterwerk und ein künstlicher Schutzraum für einen Einsiedlerkrebs

Einsiedlerkrebse leben in leeren Muschelschalen und Gehäusen anderer Meerestiere und wechseln ihre Behausung häufig: entweder wenn sie zu groß geworden sind für ihre aktuelle Behausung oder wenn ein aggressiver Rivale sie rausschmeißt. Der Bestand an Einsiedlerkrebsen ist sehr stark abhängig von der Verfügbarkeit von Schalen und anderen Gehäusen, denn wenn ein Einsiedlerkrebs nicht rechtzeitig eine Behausung findet, ist er so gut wie tot.

Die japanische Designerin Aki Inomata kombinierte Kunst mit dem Schutz der Einsiedlerkrebse. Sie studierte die Form und Struktur der von den Krebsen bevorzugten Schalen und produzierte mittels 3D-Technik spezielle Behausungen. Von innen sind diese identisch mit den bevorzugten Gehäusen, von außen sehen sie jedoch wie Kristallgebäude aus: Mühlen, Kirchen und architektonische Monumente. Es scheint ganz so, als würden die Einsiedlerkrebse ihre Arbeit sehr zu schätzen wissen.

Tukanschnäbel

In Costa Rica spielte eine Gruppe Jugendlicher mit einem jungen Tukan, aber was als Spiel begann, nahm schnell ein böses Ende – der Vogel verlor den oberen Teil seines Schnabels. Eine solche Verletzung hätte nur einen langsamen, schmerzvollen Tod zur Folge haben können, denn ohne ihren Schnabel können Tukane keine Nahrung zu sich nehmen und verhungern. Der Schnabel spielt außerdem eine wichtige Rolle bei der Temperaturregelung. Darüber hinaus wählen weibliche Tukane ihre Partner nach ihrer Schnabelfarbe aus, so dass der Tukan in Folge der Verletzung auch keine Möglichkeit zur Fortpflanzung gehabt hätte.

Freiwillige starteten daher eine Spendenaktion. Sie wollten Geld aufbringen, um einen neuen Schnabel für den Vogel in 3D zu drucken. Da viele Menschen von dem tragischen Schicksal des Tukans berührt waren, kam die erforderlich Summe (etwa 5000 Dollar) in weniger als 48 Stunden zusammen.

Ein ähnliches Schicksal erlitt ein brasilianischer Tukan namens Tieta. Er wurde auf einer illegalen Wildtiermesse in Rio de Janeiro entdeckt und gerettet. Tieta verlor den oberen Teil seinen Schnabels – höchstwahrscheinlich in Folge von Misshandlungen durch die Tierschmuggler.

Spezialisten von drei brasilianischen Universitäten arbeiteten über drei Monate hinweg zusammen, um eine Prothese für Tieta zu entwickeln und in 3D zu drucken. Die größte Herausforderung war dabei eine Prothese herzustellen, die leicht und zugleich widerstandsfähig ist. Der Vogel brauchte nach dem Eingriff drei Tage, um zu realisieren, dass er wieder einen Schnabel hat, aber nun kann Tieta wieder selbstständig Nahrung zu sich nehmen und wie ein normaler Tukan leben.

Ein Fuß für einen Erpel

Das Entenküken Buttercup schlüpfte mit dem linken Fuß in die verkehrte Richtung gedreht. Abgesehen von den Schmerzen, die Buttercup aufgrund der Missbildung hatte, war es ihm nicht möglich, problemlos zu laufen oder zu schwimmen. Das Küken überlebte davon ungeachtet, als es jedoch ins Feathered Angels Sanctuary kam, wendete sich das Blatt für Buttercup.

Die Tierärzte dort empfohlen, den missgebildeten Fuß zu entfernen und der Gründer der Tierschutzorganisation holte sich Hilfe von NovaCopy, einer auf 3D-Drucktechnik spezialisierten Firma.

Die Experten von NovaCopy scannten den linken Fuß von Buttercups Freundin Minnie und kreierten eine Prothese für das Entenküken. Im Laufe der Zeit sind einige weitere Modelle entwickelt worden, einschließlich eines Feriendesigns und einer speziellen Schwimmprothese. Buttercup wurde schnell zum Facebook-Star und zum Symbol der Feathered Angels Shelter.

Beine für eine Katze

Der Kater Vincent wurde ohne hintere Schienbeinknochen geboren, so dass er nicht laufen konnte. Dr. Mary Sarah Bergh von der Iowa State University, die ihn adoptierte, entschied sich daher, ihm mittels 3D-Drucktechnik zu einem Paar funktionsfähiger Hinterbeine zu verhelfen.

Lange Zeit wusste Mary nicht, wie sie Vincent helfen konnte, bis sie ihre Kollegen von der Firma Biomedtrix um Hilfe bat. Gemeinsam entwickelten und druckten sie künstliche Beine aus Titan für den Kater. Üblicherweise werden Prothesen als Fortsetzung von Gliedmaßen erstellt, aber Vincent hatte gar keine Hinterbeine, so dass die Titanbeine direkt mit seinen Knochen verankert wurden, damit diese um das Metall herumwachsen können. Dem Behandlungskonzept entsprechend werden die Prothesen während der Wachstumsphase modifiziert, bis sie die Höhe der Vorderbeine erreicht haben. Vincent ist jetzt drei Jahre alt und kann laufen.

Das einzigartige Experiment mit Vincents Titanprothesen liefert für Experten wertvolle Erfahrungswerte für die Behandlung anderer Tiere, die an der gleichen Erkrankung leiden.

Räder für einen schwerbehinderten Hund

Die bewegende Geschichte von TurboRoo, dem Chihuahua, änderte das Leben vieler Hunde. TurboRoo wurde ohne Vorderbeine geboren. Seine Besitzer hatten den Mut und die Zuversicht, um ihn nicht auszusetzen. Stattdessen konstruierten sie mehrere Laufgestelle mit Rollen, die das Gewicht des Hundewelpen trugen und ihm dabei halfen, sich fortzubewegen. Sie veröffentlichen ihre Geschichte online und erlangten damit unerwartet viralen Erfolg.

Unter denjenigen, die gerührt waren von der Geschichte von TurboRoo waren zwei Spezialisten der Firma 3dyn. Sie machten dem Hund ein besonderes Geschenk: 3D-gedruckte Räder. TurboRoo gewöhnte sich in kürzester Zeit an die neue Laufvorrichtung und kann jetzt genauso schnell laufen und ausgelassen toben wie alle anderen Hunde.

Obwohl TurboRoo einer der ersten Hundewelpen war, der Räder in 3D-Technik gedruckt bekommen hat, ist er definitiv nicht der letzte. Viele verletzte Hunde erhalten ähnliche Laufvorrichtungen. Einer von ihnen ist Daffodil, ein Chihuahua, der von seinen Besitzern hartherzig in einem Pappkarton auf der Straße ausgesetzt wurde, da er ohne Vorderbeine geboren worden war.

Ein gutherziger Passant nahm den Welpen in seine Obhut und bat eine gemeinnützige Organisation namens SFSPCA um Hilfe. Sie fertigten Räder speziell für Daffodil an. Im Video unten sind seine ersten Laufversuche mit den neuen Rädern zu sehen.

3D-Drucktechnik wird von Jahr zu Jahr preiswerter. Obwohl nicht absehbar ist, wie lange es dauern wird bis jeder Haushalt über einen 3D-Drucker verfügt, ist es vermutlich nicht lange hin bis es jedem möglich ist, einen 3D-Drucker ausfindig zu machen, um ein Spielzeug oder eine Pfotenprothese für ein Haustier zu drucken. Man muss dann nur noch im Internet ein entsprechendes 3D-Modell herunterladen und damit zur nächsten 3D-Druckwerkstatt gehen. Bis es soweit ist wird sich die 3D-Drucktechnologie weiterentwickelt haben und es ist fantastisch sich vorzustellen, was in Zukunft sonst noch alles gedruckt werden kann.