3D-друк допоміг зберегти ногу пацієнта, у якого був рак кістки

Лікарня Gregorio Marañón у Мадриді заявила про створення та імплантацію першого у світі персоналізованого кісткового протеза з метаматеріалу.

Пацієнт — 38-річний чоловік із високозлоякісною саркомою великогомілкової кістки. Майже через рік після операції немає ознак інфекції чи пов'язаних із протезом ускладнень. Збереглися правильне положення та рухливість коліна, а пацієнт уже може ходити, часто без милиць.

Протез виготовили безпосередньо в лікарні методом 3D-друку з титанового сплаву. Стандартного імпланта, який дозволив би зберегти ногу та водночас не обмежити рухливість коліна, для цього випадку не існувало.

Не просто заміна кістки, а імітація її роботи

Конструкція протеза базується на метаматеріальній решітці — системі тонких стрижнів міліметрового масштабу, яка відтворює не лише форму кістки, а й її механічну поведінку.

Вага конструкції — лише близько 300 грамів, водночас вона здатна витримувати навантаження понад 500 кг.

Ще одна важлива особливість — протез заповнили губчастою кістковою тканиною з власного банку кісткової та остеотендинозної тканини лікарні. Кістковий трансплантат інтегрувався всередину металевої структури, сприяючи зрощенню та стабільній фіксації імпланта.

Цифровий двійник замість універсального імпланта

Проєктування почалося з радіологічних знімків пацієнта. На їх основі команда створила цифрового двійника здорової ноги.

Далі моделювали навантаження, які великогомілкова кістка отримує під час ходьби, підйому сходами та навіть спотикання. На основі цих даних команда розрахувала внутрішню решітку протеза практично точка за точкою, щоб навантаження передавалося саме на ті ділянки, які могли його витримати.

Це також дозволило оптимально визначити напрямок фіксаційних гвинтів і спланувати операцію з міліметровою точністю.

Від прототипів — до виробництва медичних виробів

Цей випадок демонструє ширший тренд у Іспанії: лікарні поступово перетворюють 3D-друк із допоміжного інструмента на сертифіковане виробництво персоналізованих медичних виробів.

Зокрема, лікарня 12 de Octubre у Мадриді стала першою державною лікарнею Іспанії, чий підрозділ отримав подвійну сертифікацію на проєктування та виробництво кастомізованих медичних виробів за стандартом UNE-EN ISO 13485:2018.

Для ортопедичної онкології це особливо важливо. Традиційні імпланти часто змушують лікарів обирати між точністю посадки, рухливістю та довговічністю. 3D-друк дозволяє створювати конструкцію під конкретну анатомію, навантаження та дефект конкретного пацієнта.

А метаматеріальна конструкція Gregorio Marañón робить наступний крок: вона намагається відтворити не тільки геометрію кістки, а й спосіб, у який кістка працює під навантаженням.

#3DPrinting #Medical3DPrinting #3DPrintingHealthcare #AdditiveManufacturing #MedTech #HealthcareInnovation #Bioprinting #Titanium #Orthopedics #DigitalTwin #3DPrintingTechnology #MedicalDevices

ДЖЕРЕЛО