U 22-letniej Holenderki z rzadkim schorzeniem kości, wskutek którego grubość czaszki powiększyła się z 1,5 do 5 cm, upośledzając widzenie, ograniczając mimikę i powodując bóle głowy, neurochirurdzy z Centrum Medycznego Uniwersytetu w Utrechcie usunęli sklepienie czaszki i zastąpili je wydrukowanym na drukarce 3D implantem.
Jak można się domyślić, operacja była trudna i trwała prawie dobę (23 godziny). Ponoć czaszka była tak gruba, że gdyby jej nie zmodyfikowano, w niedalekiej przyszłości doszłoby do poważnego uszkodzenia mózgu lub zgonu
Po operacji objawy ustąpiły, a pacjentka odzyskała wzrok i wróciła do pracy. Na razie nie wiadomo, czy implant wystarczy na całe życie, czy trzeba go będzie kiedyś wymienić.
Plastik przymocowano do zostawionych kości. Lekarze usunęli kobiecie część mózgoczaszki sięgającą od linii włosów po szyję i od ucha do ucha.
Dr Bon Verweij opowiada, że choć wcześniej podejmował próby rekonstruowania czaszek w 3D, dotąd nie ukończono jeszcze tak dużego implantu. Co istotne, organizm kobiety go nie odrzucił. Operację przeprowadzono 3 miesiące temu, ale Uniwersytet w Utrechcie poinformował o tym dopiero ostatnio.
Holendrzy mają nadzieję, że technikę uda się wykorzystać w innych chorobach układu kostnego, a także u osób po wypadkach lub czaszkami uszkodzonymi przez nowotwór.
Źródło: www.kopalniawiedzy.pl
Komentarze
[ z 4]
Niesamowite. Po pierwsze już sam fakt, że lekarze byli zdolni operować bez mała dobę, a jednocześnie zachować przy tym całkowitą czujność, zwłaszcza, że przecież mówimy o operacji na tak newralgicznej okolicy jak głowa człowieka. Druga sprawa, że nowoczesne technologie coraz mocniej działają na korzyść człowieka i pomagają w walce z licznymi schorzeniami. Tak jak w przypadku tej kobiety, kiedy nie wydaje mi się, aby zadania jakie zostały zrealizowane przez drukarkę 3D można było zrealizować w inny sposób. Cieszę się, że takie czynności się wykonuje i że być może dzięki temu już w niedalekiej przyszłości znacznie większa część pacjentów będzie mogła cieszyć się nowym sprzętem dającym chirurgom nowe możliwości.
Świetna wiadomość. To nie samowite jakie możliwości daje współczesna medycyna. Jeszcze kilka-kilkanaście lat temu byłoby nie do pomyślenia, że będziemy w stanie wydrukować sztuczną kość i w ten sposób leczyć przeróżne schorzenia z którymi zmagają się nasi pacjenci. Jest to tym bardziej wzniosłym wydarzeniem, że udało się zaprojektować implant i to tak jego wygląd, konstrukcję jak i wykonanie w przypadku pacjentki, która bez takiej pomocy z całą pewnością według przekazywanych przez redaktora danych mogłaby nie przeżyć, a już z całą pewności jej czas życia uległ by znacznemu skróceniu oraz spadłaby jego jakość. Cieszę się, że wraz ze wzrostem naszej wiedzy i możliwości w świecie komputerowym jednocześnie przekłada się to na dobro pacjentów i służy na ich korzyść.
Coraz częściej słyszy się o tym, że udaje się tworzyć implanty kości. Bardzo powszechne w naszym kraju stają się drukarki trójwymiarowe co bardzo mnie cieszy. Kilka lat temu ortopedzi z Warszawy wszczepili młodej pacjentce implant kości, która została wytworzona przy pomocy wspomnianej drukarki. Przygotowania do projektu trwały około roku, co pokazuje skalę trudności tego projektu. W tym okresie bardzo dokładnie analizowano badania obrazowe w postaci tomografii komputerowej, a przy pomocy specjalnego programu komputerowego zwizualizowano kości, które nie miały prawidłowej budowy. Jeżeli chodzi i implanty struktur kostnych to warto również wspomnieć o chirurgii szczękowo-twarzowej gdzie znajdują coraz większe zastosowanie. Bardzo często na skutek wypadków, czy na destrukcyjnego działania choroby nowotworowej zostaje zniszczona znaczna część tkanki kostnej w okolicy twarzoczaszki. Dużej grupie pacjentów, zależy na tym aby twarz po operacji była możliwie najbardziej zbliżona wyglądem do stanu sprzed operacji, co jest dla nich bardzo ważne z psychologicznego punktu widzenia. Nie należy stawiać tylko i wyłącznie na estetykę, ale konieczne jest także skupienie się na funkcjonalności. Jeszcze do niedawna najczęstszym rozwiązaniem były na przykład przeszczepy pochodzące z kości strzałkowej lub talerza kości biodrowej. To wiązało się jednak z dodatkowymi cięciami na ciele pacjenta, przez co operacja stawała się bardziej obciążająca, szczególnie w przypadku starszych pacjentów. Na szczęście powoli zaczynamy radzić sobie z tym problemem poprzez tworzenie implantów, które mogą zastąpić chociażby fragment żuchwy czy znaczną część szczęki, która została usunięta lub uszkodzona. Po takim zabiegu efekt estetyczny jest znacznie lepszy niż w przypadku stosowania poprzednich metod. Wiedząc o coraz to nowszych możliwościach jakie daje pacjentom medycyna, dużo chętniej podchodzą oni do zabiegów, a jak wiemy jest to bardzo kluczowe jeżeli chodzi o sukces całego leczenia. Niektórzy z nich bardzo boją się tego jak będzie wyglądała ich twarz po operacji. Dochodzi nawet do sytuacji, że pacjenci rezygnują z zabiegu właśnie z obawy o to. Tkanka kostna to nie jedyna struktura jaką można wyprodukować przy pomocy drukarki trójwymiarowej. Pozostając jednak jeszcze chwilę w tematyce wszczepów to warto jest wspomnieć o dokonaniach naukowców z Instytutu Nauk o Materiałach oraz Instytutu Chemii Uniwersytetu Śląskiego, a także Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego. Stworzyli oni antybakteryjny materiał, na którym nie odkładają się bakterie. Ten materiał ma znaleźć zastosowanie w tworzeniu aparatury medycznej, a także implantów. W pierwszym przypadku z pewnością przyczyni się do zmniejszenia ilości zakażeń szpitalnych, które pomimo coraz to nowszych środków dezynfekcyjnych cały czas są powszechne w szpitalach. Co gorsza dotyczą oni pacjentów z osłabioną odpornościa, co zwiększa ryzyko zgonu, z uwagi na brak skutecznej terapii. Jeżeli chodzi o wszczepy to bardzo istotne jest to, że nie mogą się na ich rozwijać bakterie. Czasami zdarza się tak, że powierzchnia implantu jest zajmowana przez bakterie co może przyczyniać się do tego, że może on zostać odrzucony. Z pewnością każdy pacjent oraz lekarz przeprowadzający operację chciałby uniknąć takiego powikłania. Jeżeli chodzi o wszczepianie do organizmu różnych struktur to warto wspomnieć o bionicznej trzustce nad, którą pracują polscy naukowcy. W naszym kraju na cukrzycę typu I choruje około 200 tysięcy osób. Prawidłowo prowadzona insulinoterapia charakteryzuje się duża skutecznością, jednak u części pacjentów nie jest możliwe uniknięcie powikłań. W takich przypadkach rozwiązaniem wydaje się być przeszczep wysp trzustkowych lub przeszczep trzustki. Zabieg te jest jednak bardzo skomplikowany i może wiązać się z niepowodzeniem. Problemem jest również bardzo mała liczba trzustek, które mogą być wykorzystane do przeszczepu, a także konieczność stosowania immunosupresji przez długi czas. Istotne jest to, że bioniczna trzustka miałaby być stworzona z komórek, które, 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. Leczenie immunosupresyjne niesie powiem wiele różnych powikłań, które znacznie utrudniają życie pacjenta. Mam nadzieję, że w przyszłości coraz więcej znajdzie druk trójwymiarowy w naszym kraju. Mamy bardzo wielu młodych i zdolnych naukowców, którzy cały czas dążą do tego aby tworzyć innowacyjne rozwiązania.
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.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.