Новости

3D-печать: как создать новую грудную клетку

Пациенту впервые в истории был пересажен напечатанный на 3D-принтере протез грудины и ребер.

Toy Iron Man (flickr / marvelousRoland)

В сентябре 2015 года в журнале European Journal of CardioThoracic Surgery была опубликована статья Tridimensional titaniumprinted custommade prosthesis for sternocostal reconstruction о первой в истории пересадке пациенту протеза грудной клетки, напечатанного на принтере. Один из авторов этого исследования, доктор Хосе Аранда из госпиталя Университета Саламанки, прокомментировал эту работу для англоязычного издания ИД «ПостНаука» Serious Science.

Что произошло

Мы провели обширную грудино-реберную резекцию 54-летнему мужчине, страдавшему от болезненной опухоли размером 8х8 см в правой окологрудинной области, вероятнее всего являвшейся первичной реберной хондросаркомой, что было заподозрено по результатам компьютерной томографии.

Удаленные участки было решено заменить трехмерным титановым протезом, специально изготовленным для этой цели. Компьютерная томография с высоким разрешением использовалась для создания трехмерного образа грудной клетки и опухоли и для установления границ участка, подлежащего удалению. Имплантат был спроектирован в виде участка грудины с твердой основой, на которую опираются искусственные титановые ребра, кончающиеся соединительным креплением с шершавой внутренней поверхностью, к которой культи ребер были прикреплены при помощи титанового винта. Кроме того, резекционный шаблон, точно очерчивающий границы области, подлежащей резекции, также имел трехмерный план и был создан из материала, совместимого с живыми тканями.

Была проведена резекция кожи, грудных мышц и тела грудины, равно как и реберных арок со второй по пятую с обеих сторон, и вся эта область была заменена трехмерным протезом вместе с лоскутом из мягкой ткани. Восстановление пациента после операции проходило без серьезных осложнений. Строение и внешний вид грудной клетки пациента не были значительно изменены, он не испытывал проблем с дыханием, демонстрировал стабильное улучшение состояния и был выписан.

Предыстория

Из косметических соображений, а также для защиты внутренних органов и стабилизации стенки грудной клетки после обширной грудино-реберной резекции рекомендуется хирургическое восстановление скелета. В наше время существует множество техник, это позволяющих: начиная с простых сеток, продолжая более биологическими методами, такими как трансплантация костей от умерших людей, и заканчивая широко применяемыми титановыми стержнями и пластинами. Однако со многими из этих видов имплантатов связаны разнообразные проблемы, такие как усложнение дыхательного процесса, миграция или смещение имплантата вслед за разрывом культи ребра или недостаточная точность при установлении границ резекции.

Возможность трехмерного проектирования при помощи компьютера избавляет от необходимости вручную вырезать имплантат и придавать ему форму, и результирующий продукт идеально подходит по форме и имеет почти бесконечное количество вариантов конструкций. Наш протез также включает в себя новую систему закрепления ребер, которая минимизирует риск миграции или смещения. Наконец, использование резекционного шаблона во время операции позволяет объективное и точное определение границ резекции для максимально хорошего совмещения имплантата с внутренними анатомическими структурами, в результате чего сохраняется строение и внешний вид оперируемой области.

Перспективы

Следует признать, что на данный момент такой тип протезов используется только в крайних случаях, когда пациент подвергается обширной резекции грудной клетки и все остальные техники уже не считаются адекватными. Помимо того, хотя функциональные и косметические результаты сразу после операции выглядят очень многообещающими, необходимо длительное наблюдение за пациентом для выявления потенциальных проблем и специфических особенностей использования таких протезов.

Исходя из всего сказанного выше, следующим шагом должно быть увеличение сферы применения этих имплантатов, чтобы собрать больше данных не только о непосредственно медицинском их использовании, но и, к примеру, о применимости трехмерной печати для создания тренировочных моделей для хирургов или трехмерных каркасов, в которых клеточные культуры могут развиваться в настоящую биологическую грудную клетку.

Комментировать

Нажмите для комментария

Здравствуйте,
Выйти

Мы на Facebook