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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Johannes Luger von SEOschmiede über KI & SEO
Johannes Luger von SEOschmiede | Foto: SEOschmiede, Adobe Stock (Hintergrund)

Die rasante Entwicklung künstlicher Intelligenz (KI) revolutioniert die Welt des Online-Marketings. KI bietet Unterstützung bei der Analyse von Daten und der Erstellung von Inhalten, doch der Einsatz birgt auch Risiken für Website-Betreiber:innen.

Was sich für Onlineshops & Websites durch KI ändert

Noch bevor fortschrittliche Technologien wie ChatGPT den Markt erreichten, erleichterten Plattformen wie Fiverr, Upwork und Co. die Erstellung von Webinhalten erheblich. Diese Online-Marktplätze ermöglichten es, auf ein globales Netzwerk von Freelancer:innen zuzugreifen, die Texte, Grafiken und andere Inhalte zu erschwinglichen Preisen anbieten.

Der einfache Zugang zu Inhalten und spätestens die Einführung von ChatGPT führte zu einer erheblichen Zunahme von Duplikaten und nur geringfügig modifizierten Texten im Internet, was letztlich die Qualität der Suchergebnisse beeinträchtigte.

Als Antwort darauf setzte Google mehrere Updates durch, zuletzt im März 2024, um gegen minderwertige Inhalte vorzugehen und das Nutzererlebnis zu verbessern.

Um sich in diesem veränderten Umfeld hervorzuheben, ist es heutzutage entscheidend, einzigartige und originelle Inhalte zu erstellen, die sich klar von der Masse abheben. Sichtbarkeit in den Suchmaschinen wird zukünftig mehr denn je mit authentischem und unverwechselbarem Content verbunden sein.

Interaktivität wird unglaublich wichtig

Interaktivität entwickelt sich aus Sicht der SEO-Agentur SEOschmiede zu einem zentralen Element einer herausragenden Nutzererfahrung. Rechner, Tools, interaktive Checklisten und Tabellen, unterstützt durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI), werden zu einem entscheidenden Faktor in der Content-Strategie. Die gute Nachricht ist, dass KI hervorragend eingesetzt werden kann, um solche interaktiven Anwendungen zu entwickeln.

In der nahen Zukunft wird entscheidend sein, welche Akteur:innen im digitalen Umfeld die Nase vorn haben werden. Aus SEO-Perspektive könnte argumentiert werden, dass Webseiten mit interaktiven Features durch längere Verweilzeiten und ihr Potenzial als linkwürdige Assets – also Inhalte, die zur Verlinkung durch andere Webseiten anregen – einen klaren Wettbewerbsvorteil erzielen.

Dies bedeutet, dass Webseitenbetreiber:innen, die in interaktive Tools investieren und diese durch KI noch weiter verbessern, nicht nur das Engagement und die Zufriedenheit ihrer Nutzer:innen steigern, sondern auch ihre Sichtbarkeit und vor allem die Autorität im Internet weiter ausbauen können. In einer Zeit, in der der Wettbewerb um Aufmerksamkeit stetig wächst, könnte dies ein entscheidender Faktor für den Erfolg sein.

Funktioniert klassische SEO-Optimierung noch?

Die Landschaft der Suchmaschinenoptimierung (SEO) ist dynamisch, doch grundlegende Optimierungsstrategien bleiben auch in Zeiten von ChatGPT und weiteren KI-Tools erhalten. Dazu gehören Maßnahmen wie die Optimierung von Title-Tags, die Strukturierung von Überschriften und weitere Faktoren wie Meta-Beschreibungen, Alt-Texte für Bilder, interne Verlinkungen sowie der Fokus auf Suchintentionen der Zielgruppen. Diese Maßnahmen sind keineswegs überholt; vielmehr bilden sie das Fundament für eine effektive SEO.

Googles primäres Ziel war und ist es, die Nutzererfahrung zu verbessern. Die Qualität und Relevanz des Contents, eine klare und logische Website-Architektur sowie eine mobilfreundliche Gestaltung sind Aspekte, die in diesem Bestreben weiterhin entscheidend sind.

Es ist möglich, dass die Bedeutung von Backlinks als Rankingfaktor zugunsten von Nutzersignalen, wie etwa der Verweildauer oder der Interaktionsrate, leicht abnimmt. Auch der Pagespeed, also die Ladezeit einer Webseite, wird wahrscheinlich an Bedeutung gewinnen, da dieser die Nutzerzufriedenheit direkt beeinflusst. Aber das bleibt vorerst Spekulation.

SEO für ChatGPT und andere Sprachmodelle (LLMs)

Neben den etablierten Kanälen wie Suchmaschinen und Social Media entsteht mit den fortschrittlichen Sprachmodellen wie ChatGPT ein neuer, wesentlicher Bereich für das Online-Marketing. Für Expert:innen in diesem Sektor ist es unerlässlich, die Bedeutung der Optimierung in diesem neuen Umfeld zu erkennen.

Der Grund dafür liegt auf der Hand: Menschen beginnen, direkt in LLMs (Large Language Models) nach Informationen, Dienstleistungen oder Produkten zu suchen. Die Anpassung an diese Entwicklung ist nicht nur eine Option, sondern eine Notwendigkeit für zukunftsorientierte Marketingstrategien. Die Optimierung für LLMs ähnelt auf den ersten Blick der Suchmaschinenoptimierung, hat aber ihre eigenen Feinheiten und ist sehr viel dynamischer, wie einige Tests bereits zeigen konnten.

Fazit

Die rasante Entwicklung der künstlichen Intelligenz (KI) im Online-Marketing präsentiert sowohl signifikante Chancen als auch Herausforderungen für die gesamte Branche. KI transformiert die Landschaft durch fortschrittliche Datenanalyse und Content-Erstellung, fordert aber gleichzeitig Website-Betreiber:innen heraus, sich durch hochwertigen Content von der Masse abzuheben. Die Integration von KI zur Entwicklung interaktiver Tools öffnet neue Wege, um Nutzerbindung und -zufriedenheit zu verbessern, was essenziell für die Steigerung der Online-Sichtbarkeit und -Autorität ist.

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Es ist entscheidend, sich kontinuierlich mit den neuesten Trends und Entwicklungen auseinanderzusetzen und schnell auf Neuerungen reagieren zu können. Diese Anpassungsfähigkeit ist der Schlüssel, um die sich bietenden Möglichkeiten zu ergreifen und den bevorstehenden Herausforderungen effektiv zu begegnen.


Über den Autor

Johannes Luger ist Gründer und Head of SEO bei SEOschmiede. Die Agentur für SEO & Content Marketing hat Standorte in Wien und Oberösterreich. Sie ist offizieller Google Ads Partner.

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