Weltweit erste 3D-gedruckte Rippen für Krebspatienten

In einer "Weltneuheit" wurde 3D-Druck für die Schaffung eines neuen Brustbeins und eines Brustkorbs verwendet, um die eines 54-jährigen Mannes mit Krebs zu ersetzen.
Forscher haben herausgefunden, dass ein 54-jähriger Krebspatient das weltweit erste 3D-gedruckte Sternum und Rippen erhalten hat.
Bildnachweis: CSIRO

Die Operation wurde am Salamanca Universitätskrankenhaus in Spanien durchgeführt und das Implantat wurde von der Firma für medizinische Geräte, Anatomics, hergestellt, die es mit der australischen staatlichen Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO) 3D-Druckerei Lab 22 in Melbourne, Australien, erstellte.

Die Operation wurde von Dr. Jose Aranda, Marcelo Jimene und Gonzalo Vereda, und das Verfahren wurde in der Europäische Zeitschrift für Herz-Thorax-Chirurgie. Der Patient hatte an einem Tumor in der Brustwand gelitten. Chirurgen wussten, dass die Rekonstruktion aufgrund der komplexen Geometrie der Brusthöhle und der Tatsache, dass herkömmliche Titanimplantate durch Schrauben zusammengehalten werden, die sich im Laufe der Zeit lösen und weitere Komplikationen verursachen können, schwierig ist. Wie Dr. Aranda sagt:

"Wir dachten, wir könnten vielleicht einen neuen Typ von Implantat schaffen, den wir vollständig anpassen könnten, um die komplizierten Strukturen des Sternums und der Rippen zu reproduzieren. Wir wollten unseren Patienten eine sicherere Option bieten und ihre Genesung nach der Operation verbessern. "

3D-Technologie gewinnt an Dynamik

Das Interesse an 3D-Technologie für den medizinischen Bereich wächst. Laut dem Cardiothoracic Surgery Network (CTSNet) verwendet die Mayo Clinic seit 2006 3D-Modelle aus flüssigen Polymeren.

3D-Modelle bieten Chirurgen bessere Möglichkeiten, Verfahren zu planen und Patienten zu schulen. Die Modelle haben es Chirurgen ermöglicht, Prozeduren zu proben, geeignete Instrumente auszuwählen und Aufgaben zu verteilen. Sie helfen auch, Patienten darauf vorzubereiten, was zu erwarten ist und warum eine Operation notwendig ist.

Dies war jedoch der erste Fall, bei dem ein Sternum und ein Brustkorb durch 3D-Technologie ersetzt wurden.

Die 3D-Modellierung beginnt mit 2D-Bildern wie Röntgen, Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT). Eine Reihe von Schichten oder ein "Stapel" von 2D-Bildern einer bestimmten anatomischen Struktur werden verwendet, um das Modell zu erstellen.

Das spanische Team stellte Anatomics hochauflösende CT-Daten zur Verfügung, mit denen sie eine 3D-Konstruktion der Brustwand und des Tumors erstellen konnten, so dass die Chirurgen Resektionsränder planen und präzise definieren konnten.

Von hier aus wurden ein starrer Brustbeinkern und halbflexible Titanstäbe erzeugt, die als am Brustbein befestigte Prothesenrippen fungierten. Der Drucker richtete einen Elektronenstrahl auf ein Bett aus Titanpulver, um es zu schmelzen und jede Schicht zu erzeugen. Der Vorgang wurde Schicht für Schicht wiederholt, bis das Implantat vollständig war.

"Der 3D-Druck hat gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren, insbesondere für biomedizinische Anwendungen, erhebliche Vorteile", sagt Alex Kingsbury von CSIRO. "Es ist nicht nur anpassbar, sondern erlaubt auch Rapid Prototyping - was einen großen Unterschied machen kann, wenn der Patient auf eine Operation wartet."

Nach Fertigstellung wurde das Implantat per Kurier nach Spanien geschickt, wo es dem Patienten implantiert wurde.

Dr. Aranda erklärte die Operation für einen Erfolg und kommentierte, dass das Team in der Lage gewesen sei, ein Körperteil zu kreieren, das "vollständig maßgeschneidert und wie ein Handschuh ausgestattet" sei.

Im Mai, Medizinische Nachrichten heute berichteten über die Verwendung von 3D-Implantaten bei drei Babys, die an lebensbedrohlichen Atemwegsproblemen litten.