Fråga Doktorn

Världens första 3d-tryckta revben som ges till cancerpatient

I en "världs första" har 3D-tryckning använts för skapandet av ett nytt sternum och en del av en ribbbur som ersätter en 54-årig man med cancer.

Forskare avslöjar att en 54-årig cancerpatient har fått världens första 3D-tryckta sternum och revben.

Bildkredit: CSIRO

Operationen utfördes vid Salamanca Universitetssjukhus i Spanien, och implantatet gjordes av medicinteknisk företag Anatomics, som skapade det med hjälp av den australiensiska statliga Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) 3D-tryckningsanläggningen Lab 22 i Melbourne, Australien.

Operationen utfördes av Drs. Jose Aranda, Marcelo Jimene och Gonzalo Vereda, och förfarandet har beskrivits i European Journal of Cardio-Thoracic Surgery . Patienten hade lidit av en tumör i bröstväggen. Kirurger visste att rekonstruktion skulle vara svårt på grund av bröstkavitets komplexa geometri och det faktum att konventionella titaniumimplantat hålls samman med skruvar, vilket kan komma att förkastas över tid och orsaka ytterligare komplikationer. Som Dr Aranda säger:

Vi trodde att vi kanske kunde skapa en ny typ av implantat som vi kunde fullt ut anpassa för att replikera de intrikata strukturerna i båren och revbenen [...]. Vi ville ge ett säkrare alternativ till vår patient och förbättra deras återhämtning efter operationen."

3D-tekniken tar fart

Intresset växer i 3D-teknik för det medicinska området. Enligt Cardiothoracic Surgery Network (CTSNet) har Mayo Clinic använt 3D-modeller gjorda av flytande polymerer sedan 2006.

3D-modeller erbjuder bättre möjligheter för kirurger att planera rutiner och utbilda patienter. Modellerna har gjort det möjligt för kirurger att öva procedurer, välja lämplig instrumentering och dela upp uppgiftsansvar. De hjälper också till att förbereda patienterna vad gäller vad man kan förvänta sig och varför operation är nödvändig.

Detta var dock det första fallet av ett sternum och ribbburet ersattes med hjälp av 3D-teknik.

3D-modellering börjar med 2D-bilder som röntgen-, beräknad tomografi (CT) eller magnetisk resonansavbildning (MRI). En serie skivor eller en "stack" av 2D-bilder av en viss anatomisk struktur används för att skapa modellen.

Det spanska laget gav Anatomics CT-data med hög upplösning, från vilken de kunde skapa en 3D-konstruktion av bröstväggen och tumören, vilket möjliggör för kirurgerna att planera och noggrant definiera resektionsmarginaler.

Härifrån skapades en styv bägge kärna och halvböjliga titanstavar för att fungera som protetiska ribbor fästa vid båren. Skrivaren riktade en elektronstråle vid en säng av titanpulver för att smälta det och skapa varje lager. Processen upprepades, skikt för skikt tills implantatet var fullständigt.

"3D-utskrift har betydande fördelar jämfört med traditionella tillverkningsmetoder, speciellt för biomedicinska tillämpningar, säger Alex Kingsbury of CSIRO." Förutom att vara anpassningsbar möjliggör det också snabb prototypning - vilket kan göra stor skillnad om patienten väntar på operation."

När det var färdigt skickades implantatet med kurir till Spanien, där det implanterades i patienten.

Dr Aranda uttalade operationen en framgång och kommenterade att laget hade kunnat skapa en kroppsdel som var "helt anpassad och utrustad som en handske."

I maj, Medical-Diag.com Rapporterade om användningen av 3D-implantat hos tre barn som lider av livshotande luftvägsproblem.