Nowatorski zabieg rekonstrukcji oczodołu z wykorzystaniem indywidualnego wszczepu został przeprowadzony 31 maja br. w Klinice Chirurgii Szczękowo-Twarzowej Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego kierowanej przez dr hab. Barbarę Drogoszewską.
Pacjentem był 36-letni mężczyzna, który uległ wypadkowi. Z wykorzystaniem technologii druku 3D zaprojektowano indywidualny implant odtwarzający dolną, przyśrodkową ścianę oraz kostne brzegi oczodołu. Zastosowanie indywidualnego wszczepu umożliwiło prawidłowe ustawienie znacznie przemieszczonej gałki ocznej, poprawę widzenia oraz rysów twarzy. Zabieg przeprowadził zespół w składzie: dr Adam Michcik, dr Adam Polcyn, lek. dent. Michał Rogula, instr. Dorota Tomoń, lek. Tomasz Lammek (anestezjologia).
Wykorzystanie indywidualnych wszczepów do rekonstrukcji ubytków twarzoczaszki otwiera nowe możliwości lecznicze u chorych po urazach i zabiegach onkologicznych. Obecnie w Klinice Chirurgii Szczękowo-Twarzowej GUMed do zabiegu z wykorzystaniem druku w technologii 3D przygotowywany jest kolejny pacjent.
Komentarze
[ z 5]
To jest niesamowite, jakie możliwości daje nam współczesna technologia wraz z wysoko zaawansowaną informatyką. Kto wie, jakie jeszcze technologie uda się w najbliższej przyszłości opracować i jakie korzyści będą z tego wynikać. Mam nadzieję, że informatycy nie zaprzestaną w swoich staraniach, aby coraz lepszej jakości sprzęt medyczny oraz takie elementy jak chociażby ten opisany w artykule lekarzom udostępniać. To jest nie tylko niesamowitym osiągnięciem, że na przykład właśnie takie elementy otaczające gałkę oczną można wydrukować i zastąpić nimi własny oczodół pacjenta. Ale jeszcze ile możliwości to stwarza i jakie pozytywne skutki może przynieść w przyszłości! To na prawdę niesamowite i powinno cieszyć tak lekarzy jak i pacjentów.
Wspaniale. Być może druk 3D okaże się rozwiązać jeszcze więcej problemów niż przypuszczano. Dzięki pojawiającym się innowacyjnym pomysłom medycyna osiągnie zupełnie nowy poziom, a wizje konstruktorskie coraz śmielsze. Ma to ogromne znaczenie zwłaszcza w implantologii i miejmy nadzieję, że w transplantologii.
Ogromną zaletą druku 3D jest nieskomplikowany proces, który odbywać się może pod minimalną kontrolą człowieka. Wszystko robią maszyny. Prostota i niemal nieskończone możliwości sprawiają, że druk 3D jest wymarzonym narzędziem. Pośród wielu procesów technologicznych związanych z obróbką materiałów, nie znajdziemy bardziej wydajnego, estetycznego i czystego procesu, a już dziś wykorzystuje się go w środowisku medycznym. Praktycznie każda branża może skorzystać z tego osiągnięcia techniki. Obecnie druk 3D jest wykorzystywany głównie przemyśle, do wytwarzania elementów maszyn i urządzeń, a także zabawek. Coraz większą popularnością cieszy się też w branży reklamowej i gastronomicznej. Właśnie ostatnimi czasy technologia ta znajduje zastosowanie także w medycynie do produkcji protez a nawet tkanek. Na niniejszej stronie pojawiło się wiele artykułów na ten temat.
To bardzo ciekawe doniesienia. Cieszy mnie fakt, że coraz więcej tego typu zabiegów ma miejsce w naszym kraju. Wydaje mi się, że powinniśmy dążyć za nowinkami technologicznymi, które znacznie poszerzają nasze horyzonty jeżeli chodzi o niesienie pomocy pacjentom. Technologia druku 3D już jakiś czas temu na dobre zagościła w medycynie i jak się okazuje, ma coraz większe zastosowanie w różnych gałęziach medycyny. Polscy naukowcy starają się stworzyć w pełni unaczynioną trzustkę. Będzie to tak zwana bioniczna trzustka. Tylko w naszym kraju na cukrzycę I typu choruje około 200 tysięcy osób. Prawidłowo prowadzona insulinoterapia okazuje się być bardzo skuteczna, jednak u części pacjentów nie jest możliwe uniknięcie powikłań. W takich przypadkach rozwiązaniem wydaje się być przeszczep wysp trzustkowych lub przeszczep trzustki. Taki zabieg nie należy jednak do najprostszych i może wiązać się z niepowodzeniem. Problemem jest również bardzo mała liczba trzustek do przeszczepu, a także konieczność stosowania terapii immunosupresyjnej przez długi czas. Komórki, z których bioniczna trzustka miałaby być zbudowana, mają pochodzić z tkanek własnych pacjenta, co nie będzie wiązało się z koniecznością leczenia immunosupresyjnego. To według mnie jeden z najważniejszych argumentów, które przemawiają za tym jak wielkim osiągnięciem jest stworzenie bionicznej trzustki. Wielu pacjentom, zależy na tym aby twarz po operacji wyglądała możliwie najbardziej estetycznie, a chory po niej mógł się czuć swobodnie. Co istotne musi ona również być funkcjonalna. Jeszcze do niedawna najpowszechniejszym rozwiązaniem były chociażby przeszczepy z kości strzałkowej lub talerza kości biodrowej. To wiązało się jednak z dodatkowymi ranami na ciele pacjenta, przez co operacja stawała się bardziej obciążająca, szczególnie jeżeli pacjentami są osoby starsze. Problem ten zostaje powoli eliminowany poprzez tworzenie implantów, które mogą zastąpić chociażby fragment żuchwy czy znaczną część szczęki, która musiała być usunięta. Innym problemem związanym z implantami zarówno drukowanymi na drukarkach trójwymiarowych lub tych klasycznych jest to, że na ich powierzchni może dochodzić do rozwoju bakterii, co z punktu widzenia przyjęcia wszczepu może powodować pewne komplikacje. Problem ten został oczywiście dostrzeżony przez naukowcom, którym udało się stworzyć antybakteryjny materiał, na którym nie rozwijają się bakterie. Wielkie słowa uznania należą się pracownikom Instytutu Nauk o Materiałach oraz Instytutu Chemii Uniwersytetu Śląskiego, a także Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego. Stworzony przez nich materiał może służyć do wykonywania aparatury medycznej, na której czasem rozwijają się bakterie przyczyniając się do rozwoju zakażeń szpitalnych, w szczególności u pacjentów z obniżoną odpornością. Drugim zastosowaniem mogą być wspomniane wszczepy, których zastosowanie wraz z pojawieniem się druku 3D stale się powiększa. Innym zastosowaniem, które z nieco innej strony w znacznym stopniu pomaga przeprowadzić leczenie, jest tworzenie modeli różnych narządów przy pomocy programów komputerowych. Odbywa się to na podstawie różnych badań obrazowych. Tak powstały narząd konkretnego pacjenta, który musi zostać zoperowany może być dokładnie przeanalizowany przez operatora pod różnymi kątami. Dla przykładu wykonuje się modele serca, które będą poddawane operacji kardiochirurgicznej. Operacje te są niezwykle trudne i wymagają niezwykłej precyzji operatora. Dokładniejsze poznanie serca z pacjenta z pewnością ułatwi pracę dla lekarza, zwiększając szanse na zakończenie operacji sukcesem. Wydaje mi się również, że takie modele serca po operacji będą mogły być wykorzystane zarówno przez studentów jak i młodych lekarzy do celów edukacyjnych. Nauka zwykle przychodzi dużo łatwiej gdy mamy zobrazowane pewne wady, tym bardziej na modelu trójwymiarowym. Wyobrażenie sobie niektórych patologicznych zmian, na podstawie tylko i wyłącznie tekstu lub zdjęć może okazać się trudne. Jakiś czas temu jeden ze studentów Uniwersytetu Jagiellońskiego stworzył model wątroby jako pierwszy Polak oraz jako jeden z nielicznych osób na świecie. Moim zdaniem to ogromny sukces tym bardziej, że jak się okazuje stworzenie go było najtańsze, ze wszystkich dotychczasowych modeli trójwymiarowych. Mam nadzieję, że sposób wykonywania tych modeli będzie dostępny na całym świecie. Bardzo ważne jest aby możliwie najmniejszym kosztem robić tego typu rzeczy ponieważ w wielu krajach istnieją problemy finansowe w sektorze zdrowia, a pomoc tam jest bardzo potrzebna.
Wyzwaniem dla medycyny i bioinżynierii jest odbudowa całej krtani, ponieważ przeszczepienie jej od dawcy jest procedurą obarczoną wysokim ryzykiem, biorąc pod uwagę biozgodność i możliwą akceptację narządu. Istnieje wiele możliwości przezwyciężenia tych trudności. Jednym z najnowszych i najskuteczniejszych rozwiązań jest sztuczna krtań. Odpowiedni implant powinien być biokompatybilny i spersonalizowany dla każdego pacjenta. Do wykonania takiego implantu wykorzystuje się sztuczną porowatą krtań rusztowania pokrytą kolagenem i chondrocytami. Porowate rusztowania polimerowe są używane do imitowania struktury narządów i stały się kluczowym elementem trójwymiarowej hodowli komórek. Analiza obrazów pochodzących z nowoczesnych metod tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego o wysokiej rozdzielczości z możliwością rekonstrukcji trójwymiarowej umożliwia bardzo precyzyjne zaplanowanie allogenicznego podłoża rekonstrukcji. Spełnia ona warunek zabiegu ''spersonalizowanego''. Anatomia i fizjologia krtani determinują parametry fizykochemiczne materiałów użytych do allogenicznej budowy tego narządu. Stosowanie metalicznych pierwiastków takich jak tytan nie jest wskazane, ze względu na brak stabilności tak ciężkiej konstrukcji oraz niski stopień adhezji komórek. Wykorzystanie materiałów ceramicznych, np. apatytu, jest ryzykowne ze względu na mikrośrodowisko śluzu, które może powodować ich degradację. Innowacyjna metoda drukowania części ciała może być przełomem w rekonstrukcji twarzy i pourazowej chirurgii plastycznej.Nad drukarką 3D, która byłaby w stanie tworzyć chrząstki uszu czy nosa pracują walijscy naukowcy. Obecnie do pourazowych rekonstrukcji twarzy na przykład po wypadkach, oparzeniach, nowotworach skóry i wadach wrodzonych, wykorzystuje się tkankę chrząstki pacjenta, najczęściej pobieraną z żeber. Niestety, zabieg ten wiąże się z bliznowaceniem w miejscu pobrania i innymi powikłaniami. Zespół z sukcesem wyizolował ludzkie komórki macierzyste pochodzące z chrząstki nosowo-przegrodowej i wykazał, że mogą one wytwarzać macierz chrząstki poza organizmem człowieka. Co ważne, ta metoda nie wymaga przeprowadzania operacji w celu pobierania chrząstek z innych części ciała pacjenta, a zabieg jest niemal nieinwazyjny.Naukowcy z powodzeniem radzą sobie z drukowaniem komórek i biomateriałów, z których są zbudowane ludzkie tkanki, ale wciąż są dalecy od stworzenia całych funkcjonalnych narządów. Druk trójwymiarowy co prawda jest coraz częściej wykorzystywany w medycynie, np. do produkcji implantów stomatologicznych lub modeli wykorzystywanych przez chirurgów do symulowania przeprowadzanych operacji. Ponadto technologia pozwala na wykorzystanie biotuszu do produkcji komórek, które pozwoliłyby opracować w pełni funkcjonujące narządy. Aby go stworzyć, należy w pierwszej kolejności stworzyć przestrzenne rusztowanie, na którym można by osadzić komórki macierzyste różnicujące się i rozrastające w konkretne tkanki. Niestety, w tym momencie nie ma możliwości aby to zrobić metodami laboratoryjnymi, bo dostępne protokoły biologiczne nie pozwalają na organizację różnych gradientów i wzorców strukturalnych w tkankach, które nie są jednorodne. Dzieje się tak ponieważ nie ma kontroli nad tym, w które miejsce tkanki trafiają właściwe komórki. Takie możliwości oferuje natomiast druk w technice trójwymiarowej, który pozwala bioinżynierom na precyzyjne kierowanie komórek. To z kolei przekłada się na lepsze organoidy, a w końcu może i umożliwić tworzenie organów. Naukowcom z Teksasu udało się wydrukować sztuczny organ, który gdy pojawia się taka konieczność uwalnia odpowiednią ilość hormonu regulującego poziom cukru we krwi. Na dodatek nowy wynalazek jest skuteczniejszy niż prototypy podobnych urządzeń, które powstały na świecie do tej pory. Choć postęp badań nad cukrzycą we współczesnej medycynie jest znaczący, a nawet inteligentne plastry dostarczające pacjentom insulinę nie są dużym zaskoczeniem, to sztuczna trzustka zdolna do wytwarzania insuliny stanowi dużo większe wyzwanie. Pionierami w tej dziedzinie są naukowcy z naszego kraju, którym już kilka lat temu jako pierwszym na świecie udało się wydrukować za pomocą technologii trójwymiarowej bioniczny odpowiednik tego organu.Bioinżynierom z Teksasu za pomocą druku 3D udało się opracować urządzenie imitujące działanie naturalnej trzustki, a także specjalny materiał hydrożelowy stanowiący osłonę dla sprzętu. Dzięki temu praca sprzętu nie zostaje zakłócona, a organizm nie odrzuca sztucznego organu. W ramach trzyletniego projektu naukowego badacze z Teksasu skupią się na tym, aby sztuczna trzustka we właściwym momencie reagowała na różny poziom cukru we krwi i w razie potrzeby uwalniała insulinę w idealnym momencie, w taki sposób, by było to najkorzystniejsze dla pacjenta. Technologia biodruku posłużyła naukowcom do opracowania techniki wytwarzania trójwymiarowych rusztowań wspomagających leczenie złamanych kości u pacjentów z cukrzycą. Rusztowanie to zbudowane jest z komórek macierzystych szpiku kostnego, morfogenicznego białka kości i makrofagów. Cukrzyca może zwiększać ryzyko złamań kości nawet o 300 procent. Wysoki poziom glukozy we krwi utrudnia też proces gojenia. Biodruk trójwymiarowy pozwoli więc usprawnić proces leczenia i ułatwić dostęp do skutecznych terapii.Na początku pandemii wywołanej koronawirusem okazało się, że szpitalom i innym placówkom medycznym nie tylko w naszym kraju brakuje odzieży ochronnej i innego wyposażenia. Prawie połowa lekarzy w Wielkiej Brytanii przyznawała, że jest zmuszona sama zaopatrywać się w odzież ochronną. W tej sytuacji społeczność zajmująca się drukiem trójwymiarowym włączyła się do produkcji takich urządzeń jak : ochronne maski, zawory tlenowe do wentylatorów, rozdzielacze do wentylatorów i respiratorów pozwalające na ich stosowanie dla kilku pacjentów, pałeczki do wymazów testów na koronawirusa, przyłbice, kabiny do kwarantanny, prowizoryczne respiratory utworzone z wyposażenia do nurkowania z akwalungiem, a nawet dźwignie pozwalające otworzyć drzwi łokciem. Bardzo ciekawym rozwiązaniem jest wytwarzanie w druku 3D łączników, pozwalających na podłączenie nawet czterech pacjentów do jednego respiratora. Ograniczenia dla urządzeń medycznych do walki z pandemią związane są najczęściej, ale nie jedynie, z brakiem możliwości ich dezynfekcji. Przykładowo, amatorskie drukarki 3D korzystające z ekstrudera wytwarzają przedmioty, które są porowate i mają bardziej szorstką powierzchnię. Nie da się ich w odpowiedni sposób zdezynfekować. Po sukcesie przy przygotowaniu specjalnego modelu 3D żyły zaatakowanej nowotworem, naukowcy z Politechniki Opolskiej planują szerszą współpracę z lekarzami. W planach jest stworzenie m.in. fantomów układu kostnego okolic miednicy i modeli tętnic przed zabiegami. Padła propozycja, żeby opracować formy, na których można by planować operacje wprowadzania stent-graftów do naczyń krwionośnych, w których zlokalizowany jest tętniak. Wprowadzenie stent-graftu do tętnicy lub żyły jest sposobem na jego zoperowanie. W tym przypadku, na podstawie przekrojów uzyskanych z rezonansu magnetycznego lub z tomografu komputerowego tworzy się model trójwymiarowy w którym można umieścić stent-graft, który później można wykorzystać w trakcie zabiegu. Kolejnym założeniem jest stworzenie fantomu układu kostnego okolic miednicy. To będzie model, na którym będą prowadzone badania ukierunkowane na zastosowania radioterapii nowotworów ginekologicznych. Fantom umożliwi badanie efektywności naświetlania radioterapeutycznego. Obecnie fantom jest w trakcie drukowania, praca nad nim wygląda inaczej niż praca nad żyłą. W przypadku żyły model, który opracowaliśmy odzwierciedlał tkanki miękkie, tutaj skupiam się na drukowaniu modelu, który odzwierciedla tkanki kostne. Po wydrukowaniu fantom będzie uzupełniony specjalnym żelem, który będzie reprezentował tkanki miękkie. W wielu przypadkach, gdy na skutek np. choroby nowotworowej fragment kości musi zostać usunięty, wykonuje się przeszczep z innej części ciała i uzupełnia brakujący fragment np. żuchwy czy kości czaszki.Technologia druku 3D daje nam możliwość stworzenia różnych kształtów w zależności od konkretnej sytuacji, np. określonej kości. Jeżeli wydrukuje się fragment ubytku kości po resekcji nowotworowej i chcemy wszczepić materiał, który zintegruje się z tkanką kostną, a następnie odbudują się nad nim komórki, musi najpierw zostać wysterylizowany, żeby nie wprowadzać do organizmu niepotrzebnych mikrobów.