Medizinische Anwendungen - ein Krebspatient erhält einen neuen Oberschenkelknochen aus 3D-Druck
Diese Geschichte aus dem wahren Leben beginnt mit einem jungen Mann, der einen bösartigen Tumor im Oberschenkel hatte. Die Entfernung und Reparatur des Tumors erforderte einen sehr anspruchsvollen chirurgischen Eingriff. Die Ärzte beschlossen, den Oberschenkeldefekt mit der eigenen vaskularisierten Fibula des Patienten zu reparieren, die in die Spender-Oberschenkelkomponente eingearbeitet wird. Das chirurgische Verfahren ist als Capanna-Technik bekannt. Die Behandlung des Patienten wurde in der Universitätsklinik Tampere geplant und durchgeführt.
Der Facharzt, der für die Planung und Durchführung der Behandlung des Patienten zuständig war, erklärt:
- Vor der Operation haben wir ein Fibulatransplantat vorbereitet, das in den Oberschenkelknochen des Patienten implantiert wurde. Diese Struktur wurde durch eine lange Platte gestützt, die an der Außenkante des Oberschenkels befestigt wurde. Das Tolle an dieser Lösung war, dass die eigenen Knie- und Hüftgelenke des Patienten geschont wurden.
Die Operation erforderte große Präzision und sorgfältige Planung. Es wurde ein 3D-Druckmodell des Oberschenkelknochens verwendet, das dem Chirurgen half, die Position der Platte und ihre korrekte Ausrichtung am Oberschenkelknochen des Patienten vor der eigentlichen Operation genau zu planen. Die genaue Vermessung des Wadenbeins half auch bei der Festlegung, wie die eigenen Oberschenkelköpfe des Patienten und der Spenderknochen behandelt werden sollten, um ein optimales Ergebnis zu erzielen.
Die 3D-Drucke wurden mit der Jet Fusion-Drucktechnologie von HP auf der Grundlage von Daten aus der Computertomografie erstellt. Ein weiterer wichtiger Teil der Zusammenarbeit bestand darin, sicherzustellen, dass vertrauliche Patientendaten sicher zwischen dem Krankenhaus und dem 3DStep-Dienst übertragen werden konnten.
- Obwohl 3D-Drucke natürlich nicht dasselbe sind wie lebende Knochen, boten sie eine wertvolle Möglichkeit, die Operation im Vorfeld zu testen", sagt der Spezialist.
Der Schlüssel zum Erfolg war die enge Zusammenarbeit zwischen dem Chirurgen und dem Techniker, um sicherzustellen, dass die Drucke genau den Anforderungen der Operation entsprachen. Für Chirurgen ist die Zusammenarbeit besonders wichtig, wenn es um die Verwendung von 3D-gedruckten, patientenspezifischen Sägeschablonen geht.
Insgesamt können 3D-Drucke ein unschätzbares Werkzeug für die Planung und Durchführung komplexer Operationen sein. In dem oben beschriebenen Fall konnten die Chirurgen beispielsweise die einzelnen Schritte der Operation gemeinsam mit den physischen Modellen durchgehen.
- Die Operation war in allen Phasen sehr anspruchsvoll, und die 3D-Drucke erleichterten die Visualisierung der verschiedenen Phasen. Die 3D-Drucke machten die Planung und Durchführung der Rekonstruktion des Oberschenkelknochens besonders einfach. Die Modelle wurden schnell und in hervorragender Qualität hergestellt.
Nach der Tumorentfernung verblieb eine 17 cm lange Lücke in der Mitte des Oberschenkelknochens, die durch eine tragende Struktur ersetzt werden musste. Für den röhrenförmigen Schaft gibt es keine gute prothetische Rekonstruktion, daher war das Ziel eine möglichst biologische Rekonstruktion. Für den Ersatz wurde das eigene Wadenbein des Patienten verwendet, das in den Oberschenkelknochen eingearbeitet wurde. Die Rekonstruktion wurde zusätzlich durch eine lange Platte am äußeren Rand des Oberschenkelknochens gestützt.
Das Femurmodell ermöglichte es, die Platte des Patienten eine Woche vor der Operation in eine vollständig gelenkige Position zu biegen. Dies lieferte eine zusätzliche Referenz für die Femurposition während des Eingriffs: Wenn die Platte gut positioniert ist, sollten die Femurachse, die Rotation und die Dimension annähernd korrekt sein. Darüber hinaus wurde ein genaues Kaliber des Wadenbeins ermittelt, das als Richtlinie dafür diente, wie der eigene Oberschenkelknochen des Patienten und der Spenderoberschenkelknochen behandelt werden sollten, um das Wadenbein in die Enden des abgetrennten Oberschenkels zu implantieren.
Die 3D-Drucke wurden mit der Jet Fusion-Drucktechnologie von HP aus speziellen Computertomografiescans erstellt. Die Abdrücke wurden vom Oberschenkelknochen in zwei Teilen und von einem Wadenbein angefertigt. Der Datentransfer zu 3DStep wurde sorgfältig geplant und mit Hilfe eines IT-Spezialisten durchgeführt.