04.07.2019

TU Wien erforscht Möglichkeit, Knochen per 3D-Druck herzustellen

Am Christian-Doppler-Labor an der Technischen Universität Wien loten Forscher die Möglichkeiten aus, Knochenersatz-Implantate per 3D-Druck herzustellen. Wir sprachen mit Stefan Baudis, Leiter des CD-Labors, über das Verfahren und über die Herausforderungen, die es noch zu lösen gilt.
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3D-Druck, Knochen, CD Labor, Stefan Baudis
(c) CD Labor - Johannes Stögerer und CD-Labor-Leiter Stefan Baudis (rechts) forschen nach Möglichkeiten um Knochen aus 3D-Druck herzustellen.

Health-Tech und die „Life Sciences“ haben in den letzten Jahren öfters Lösungen in der medizinischen Forschung aufgezeigt. Sei es ein bionischer Anzug oder eine Blutdruck-App, der Bereich schreitet rasant voran. Aktuell erforscht nun ein Team unter der Leitung von Stefan Baudis im neuen „CD-Labor für Fortschrittliche Polymere für Biomaterialien und den 3D-Druck“, wie man Knochen mittels 3D-Druck herstellen kann.

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Material für 3D-Druck gesucht

Der Grundgedanke dabei: Dem Patienten, dem durch Unfälle oder OPs Knochen im Gesicht, Kiefer und Schädel fehlen, selbige zu ersetzen. Die Schwierigkeit dabei ist, passende Materialien für den Aufbau von Knochen zu finden, die sich im 3D-Druck verarbeiten lassen. „Es gibt zwei Arten von Zellen“, erklärt Baudis im Gespräch mit dem brutkasten, „jene, die Knochen abbauen und jene, die sie aufbauen. Daher können Knochenbrüche ganz von selbst wieder verheilen.“ Die Idee daher: Ein Material zu entwickeln, das von Zellen besiedelt werden kann.

Knochengerüst innerhalb weniger Stunden

Baudis spricht in diesem Zusammenhang von einem Gerüst bzw. einer Gesamtstruktur für den Körper, die es körpereigenen Zellen erlaubt, das Material zu einem ganz normalen Knochen umzubauen. Ein beschädigtes Knochenstück ließe sich so mit modernen bildgebenden Verfahren präzise vermessen. Am Computer könnte man dann den gewünschten Knochenabschnitt genau auswählen, der 3D-Drucker würde dann innerhalb von einigen Stunden Schicht für Schicht ein Knochengerüst mit genau der richtigen Form erzeugen, das dann bei der Operation mit dem natürlichen Knochen verklebt wird.

„Implantat darf sich nicht abbauen, bevor Knochen aufgebaut ist“

Dabei gibt es jedoch noch einige Herausforderungen zu überwinden, wie der Experte weiter ausführt. Die Forscher wenden beim 3D-Druck das FDM-Verfarhen (Fused Deposition Modeling) an, bei dem ein Objekt schichtweise aufgebaut wird. Das künstlich hergestellte Knochengerüst muss sodann eine poröse Struktur haben, damit knochenaufbauende Körperzellen eindringen können und der Stofftransport funktioniert. Es muss fest, aber nicht zu spröde sein, damit es nicht sofort bricht und vom Körper in überschaubarer Zeit abgebaut werden kann. Und am Ende, wenn es durch natürlichen Knochen ersetzt wurde, soll vom Gerüst nichts mehr übrig bleiben. Außerdem sollen Partikel aus Calciumphosphat bereits im Gerüst eingebaut sein, die dann in das Knochenmaterial umgewandelt werden. „Das Implantat darf sich nicht abbauen, bevor der Körper den Knochen aufgebaut hat“, sagt Baudis.

Bioresorbierbare Keramik als Knochenersatz

Das Material muss zudem bei Raumtemperatur flüssig bleiben, bis es mit Licht der passenden Wellenlänge bestrahlt wird. Dadurch wird dann eine chemische Kettenreaktion ausgelöst, die das Material genau an den bestrahlten Stellen aushärtet (Stereolithografie). Zu diesem Zweck arbeiten die Forscher mit Lithoz, einem Technologieanbieter für 3D-Druck für Hochleistungskeramik und bioresorbierbare Keramiken,zusammen. Deren Materialien – Tricalciumphosphat und Hydroxylapatit – sind keramische Werkstoffe, die sich aufgrund ihrer osteokonduktiven und bioresorbierbaren Materialeigenschaften als Knochenersatzmaterial eignen.

„Noch in Kinderschuhen“

Zwecks klinischer Umsetzbarkeit des Vorhabens wird das Projekt von der Trauma Care Consult Traumatologische Forschung Gemeinnützige Gesellschaft (TCC) unterstützt. Und wie lange wird es dauern, bis der 3D-Druck-Knochenersatz weitläufig nutzbar wird? „Wir stecken noch in den Kinderschuhen und betreiben Grundlagenforschung“, sagt Baudis: „Das CD-Labor ist eine große Chance, an dessen Ende wir hoffen, ein Baukasten-System entwickelt zu haben, mit dem wir die Abbaugeschwindigkeit des Materials regulieren können.“


⇒ Christian Doppler Forschungsgesellschaft

 

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Georg Weber, COO (links) und Florian Berger, CEO (rechts) übernehmen mit Flottenfuchs das komplette Fuhrparkmanagement für Unternehmen. | (c) Flottenfuchs

Florian Berger und Georg Weber waren zuletzt maßgeblich am Aufbau und operativen Geschäft des Wiener Energie-Startups heizma beteiligt. Dort arbeiteten sie eng zusammen und beschlossen, auch nach ihrem Abschied gemeinsam unternehmerisch tätig zu werden. Was genau sie machen wollten, war zunächst allerdings unklar. Sie überlegten einen Installationsbetrieb zu übernehmen oder eine KI-Agentur zu gründen.

Eine weitere Möglichkeit ergab sich aus ihrer bisherigen Arbeit bei heizma. Berger hatte dort unter anderem den Fuhrpark betreut. Als die Übergabe seiner Aufgaben anstand, fragte er sich: „Der Fuhrpark ist bereit für die Übergabe, aber wem übergebe ich das jetzt eigentlich?“. Eher scherzhaft schlug er Weber vor, die Verwaltung selbst als externe Dienstleistung anzubieten. Die beiden beschäftigten sich daraufhin intensiver mit dem Geschäftsmodell und entschieden sich Anfang 2026 schließlich für Flottenfuchs.

Eine externe Abteilung für Firmenflotten

„Der Fuhrpark ist ein Wanderpokal in einer Firma. Keiner will ihn, aber man erbt ihn“, sagt Berger. Aufgaben wie Leasingverträge, Werkstatttermine oder Schadensabwicklung werden in vielen Betrieben neben dem Tagesgeschäft erledigt. Gerade kleinere Unternehmen verfügen häufig über keine eigene Fuhrparkabteilung.

Hier setzt das Startup an. Flottenfuchs übernimmt die operative Verwaltung von Firmenfahrzeugen, von der Beschaffung über Wartungen und Reifenwechsel bis zur Schadensabwicklung und Kommunikation mit den Fahrer:innen. Auch gesetzliche Pflichten wie Führerscheinkontrollen gehören zum Angebot.

Zu Beginn analysiert Flottenfuchs den bestehenden Fuhrpark und sucht nach Einsparpotenzialen, etwa bei Versicherungs- und Leasingkonditionen. Nach eigenen Angaben lassen sich Fuhrparkkosten um bis zu 30 Prozent reduzieren. Für die laufende Gesamtbetreuung zahlen Unternehmen einen monatlichen Fixbetrag pro Fahrzeug.

Eigene Software statt zugekaufter Lösung

Die technische Grundlage bildet die selbst entwickelte, KI-gestützte Plattform FlottenfuchsOS. Ursprünglich wollten Berger und Weber eine bestehende Software zukaufen. Nach mehreren Tests entschieden sie sich jedoch dagegen. Laut Berger hätten sie bei den verfügbaren Lösungen nur rund 15 bis 20 Prozent der Funktionen tatsächlich benötigt.

Stattdessen entwickelten sie eine eigene Plattform, die Fahrzeug-, Vertrags- und Kostendaten bündelt, Fristen überwacht und Abweichungen bei verrechneten Leistungen erkennt. Die Softwareentwicklung verantwortet vor allem Weber. „Er ist ein Prozessguru und automatisiert so viel wie möglich“, sagt Berger über seinen Mitgründer.

Unterstützung erhalten die beiden von Florian Rosenberg, mit dem Berger bereits beim IT-Dienstleister Crayon am Aufbau eines Data-&-AI-Geschäftsbereichs gearbeitet hatte. Rosenberg steht Flottenfuchs als Advisor zur Seite.

Auch beim Fahrverhalten der Mitarbeiter:innen sieht das Gründerduo durch Gamification Einsparpotenzial. Eine eigene App soll Fahrer:innen spielerisch dazu motivieren, sparsamer unterwegs zu sein. Dafür können sie beispielsweise ihren Kraftstoffverbrauch und ihre Tankkosten miteinander vergleichen. Unternehmen entscheiden selbst, wie sie die Ergebnisse nutzen.

Bereits mehrere hundert Fahrzeuge in Betreuung

Das Wiener Startup wurde erst im August dieses Jahres gegründet und betreut laut eigenen Angaben bereits rund 20 Unternehmen mit insgesamt mehreren hundert Fahrzeugen. Zu den Kunden gehören neben heizma auch Daikin, Beinkofer und Flamingo Energy. Gewonnen wurden diese laut Berger vor allem über das persönliche Netzwerk und Weiterempfehlungen. Nicht alle Kunden lassen ihren gesamten Fuhrpark betreuen, manche beauftragen Flottenfuchs zunächst mit Einzelleistungen wie z.B. der Analyse des Fuhrparks.

Das Startup ist bislang vollständig eigenfinanziert und will vorerst ohne externe Investoren wachsen. Aktuell richtet sich das Angebot vor allem an Unternehmen mit fünf bis 150 Fahrzeugen und umfasst Pkw sowie Nutzfahrzeuge bis 3,5 Tonnen. Langfristig wollen Berger und Weber weitere Formen der betrieblichen Mobilität abdecken. Ihr erklärtes Ziel ist es, Flottenfuchs als führenden Mobilitätsmanager in Österreich und Europa zu etablieren.

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