3D-Wirbelsäulenimplantate: Ein Blick in die Zukunft

Auf der Suche nach dem neuesten medizinischen Fortschritt zur Wiederherstellung der Gesundheit der Wirbelsäule ihrer Patienten suchen Chirurgen möglicherweise nach Antworten auf die Frage nach einem Drucker. Ein 3D-Drucker also. Mithilfe der 3D-Drucktechnologie kann ein Chirurg eine Prothese entwerfen, die perfekt in den Körper eines Patienten passt. Angesichts der Empfindlichkeit der Wirbelsäule sind die Möglichkeiten für 3D-Wirbelsäulenimplantate besonders faszinierend.

Dr. Ralph Mobbs, ein Neurochirurg in Sydney, Australien, ist der erste Chirurg der Welt, der ein 3D-gedrucktes Wirbelsäulenimplantat implantiert. Nach der Entfernung eines Tumors im Nacken eines Patienten mit Chordom, einer seltenen Form von Wirbelsäulenkrebs, setzte er das perfekt angepasste Implantat ein, um die Stabilität der Wirbelsäule des Patienten wiederherzustellen.

Dr. Mobbs glaubt, dass noch viele weitere Verfahren dieser Art in Sicht sind, und teilte seine Gedanken zu 3D-Wirbelsäulenimplantaten unten mit SpineUniverse.

Das obige Foto zeigt ein 3D-Implantat zur Rekonstruktion eines Wirbels, der durch einen Wirbelsäulentumor zerstört wurde. Mit Genehmigung verwendet, © Neuro Spine Clinic, Dr. Ralph Mobbs, Neurochirurg, NSW Australien.

Was sind die Hauptvorteile der Verwendung von 3D-Wirbelsäulenimplantaten im Vergleich zu anderen Implantaten (z. B. einer künstlichen Bandscheibe)?

Dr. Mobbs: Die meisten Wirbelsäulenimplantate werden eingesetzt, um die Knochen der Wirbelsäule zu stabilisieren, um ein Problem zu beheben, und dann die Knochen miteinander zu verschmelzen. Wir verwenden handelsübliche Implantate, die in einer Vielzahl von Größen und Formen hergestellt werden, um den meisten Wirbelsäulenproblemen, mit denen wir als Chirurgen konfrontiert sind, gerecht zu werden.

Zuweilen stellen wir ungewöhnliche Probleme fest, wie eine angeborene Deformität, eine schwere Degeneration der Wirbelsäule oder eine Zerstörung der Wirbelsäule durch einen Tumor. Diese Probleme sind mit einem handelsüblichen Implantat nur schwer oder gar nicht zu beheben. Hier kommt der 3D-Druck von kundenspezifischen Implantaten zum Tragen, die speziell für den Patienten angefertigt werden.

Der Hauptvorteil von 3D-Wirbelsäulenimplantaten besteht darin, dass wir ein einzigartiges Implantat drucken können, das speziell dafür entwickelt wurde, perfekt in einen Defekt zu passen, um ein Problem zu beheben. Mit Blick auf die Zukunft wird derzeit am 3D-Druck von künstlichen Scheiben geforscht.

Was sind die Hauptbeschränkungen von 3D-Wirbelsäulenimplantaten?

Dr. Mobbs: Die Nachteile von 3D-Implantaten lassen sich auf vier Dinge reduzieren:

1. Kosten . Da das Implantat nur für einen Patienten und eine Operation entwickelt und gedruckt wurde, kann es im Vergleich zu einem Standardimplantat kostspielig sein.
2. Zeit zum Planen und Drucken des Implantats . Die ersten patientenspezifischen 3D-gedruckten Implantate benötigten zwei bis drei Monate für das Design und den Druck. Dank Verbesserungen der CAD-Software (Computer Aided Design), die speziell für das medizinische Design entwickelt wurde, und schnellerer Druckmaschinen konnte diese Zeit erheblich verkürzt werden.
3. Regulierungsrahmen für die Genehmigung von Prothesen nach Maß . Es gibt noch keinen standardisierten Rahmen für die Zulassung patientenspezifischer Wirbelsäulenimplantate.
4. Akzeptanz durch den Chirurgen . Viele Chirurgen fühlen sich mit dem Entwerfen und Implantieren einer maßgeschneiderten Wirbelsäulenprothese nicht wohl. Dies wird sich schnell ändern, wenn die Nachfrage nach patientenspezifischen Implantaten steigt.

Das obige Foto zeigt ein 3D-Implantat zur Rekonstruktion eines Wirbels, der durch einen Wirbelsäulentumor zerstört wurde. Mit Genehmigung verwendet, © Neuro Spine Clinic, Dr. Ralph Mobbs, Neurochirurg, NSW Australien.

Gibt es einen Unterschied in der Haltbarkeit eines 3D-Wirbelsäulenimplantats im Vergleich zu herkömmlichen Wirbelsäulenimplantaten?

Dr. Mobbs: Nein, es gibt kein Problem mit der Haltbarkeit oder Biokompatibilität von 3D-Wirbelsäulenimplantaten. Patientenspezifische Wirbelsäulenimplantate bestehen aus genau den gleichen Materialien wie handelsübliche Implantate. Der große Unterschied besteht darin, dass 3D-gedruckte Implantate perfekt auf einen bestimmten Patienten und ein bestimmtes Problem zugeschnitten sind.

Wie diskutieren Sie 3D-Wirbelsäulenimplantate mit Patienten, die möglicherweise skeptisch sind, wenn man bedenkt, wie neu diese Technologie ist?

Dr. Mobbs: Ich habe mehrere Fälle mit 3D-gedruckten Prothesen durchgeführt, daher zeige ich Patientenmodelle früherer Operationen, die ich durchgeführt habe. Nachdem sie ein Modell einer komplizierten Rekonstruktion gesehen haben, bekommen sie es. Ich erkläre die signifikanten Vorteile und dass die Materialien im Implantat die gleichen sind wie bei anderen zugelassenen Implantaten.

Gibt es Situationen im Zusammenhang mit der Behandlung der Wirbelsäule oder besondere Patientenüberlegungen, in denen ein 3D-Wirbelsäulenimplantat nicht geeignet wäre?

Wenn ein Patient eine dringende Operation benötigt und wir keine Zeit haben, ein maßgeschneidertes Implantat zu planen, zu entwerfen und zu drucken, ist diese Technologie nicht geeignet. In Zukunft wird wahrscheinlich jedes Krankenhaus einen Drucker haben, und kundenspezifische Implantate sind möglicherweise in einigen Stunden oder weniger verfügbar.

Um diese Technologie voranzutreiben, muss die Software weiterentwickelt werden, um den CAD-Entwurfsprozess zu beschleunigen und ihn den Wirbelsäulenchirurgen überall zugänglich zu machen. Das ist wirklich aufregendes Zeug!

Das obige Foto zeigt 3D-gedruckte Wirbelkörperersatzimplantate zur Vorbereitung einer Operation an einer krebsartigen Wirbelsäule. Mit Genehmigung verwendet, © Neuro Spine Clinic, Dr. Ralph Mobbs, Neurochirurg, NSW Australien.