Szívkamra és légcső rekonstrukció, mellkas- és koponyakorrekció, nehezen elérhető helyen lévő tumorok eltávolítása: a 3D nyomtatás és tervezés fejlődésének és a mind orvostudományi, mind mérnöki affinitással rendelkező elhivatott szakembereknek köszönhetően egyre több műtét válik rövidebbé, költséghatékonyabbá és legfőképpen biztonságosabbá. Hogyan kerül a 3D technológia a műtőbe, és hogyan alakítja át ez már ma is a sebészeti rutint?
A Pécsi Tudományegyetem dr. Gasz Balázzsal, a PTE 3D Központjának biotechnológus 3D tervezőjével arra kereste a választ, hogy hol találkozik a 3D technológia és a sebészet, és miért lehet ez fontos a számunkra.
„Alapvetően négy különböző módja, illetve lépcsője létezik a 3D technológia sebészeti alkalmazásának” – avat be a részletekbe Gasz Balázs. „Az első, amikor az adott beteg egyéni anatómiai jellemzőit bemutató virtuális vagy kinyomtatott modellt készítünk, és ezeket különböző nehéz műtéti eljárások, például egy különösen kényes helyen található tumor eltávolítása során használjuk fel.” Ennek a szemléltetőeszköznek akár a műtét közben is nagy hasznát lehet venni, hiszen a műtőben lévő modell segítségével az orvosok nem vakon, pusztán tudásukra és megérzéseikre támaszkodva végezhetik el a kockázatos helyeken, például létfontosságú szervek vagy idegpályák közelében megbújó daganatok eltávolítását.
A második felhasználási mód révén műtétek begyakorlására, illetve egyénre szabására nyílik lehetőség: itt a páciens testének adott részlete – pl. a csontozatának egy része – kerül kinyomtatásra, és a tesztműtét során személyre lehet szabni például a különböző ortopédiai protézisek elhelyezését, azaz nem a műtőben, a beteg számára külön megterhelést jelentő eljárás során kell ezeket méretezni. Ennek előnyei egyértelműek: mind a beteg, mind a személyzet számára értékes perceket lehet megspórolni, nem beszélve a jóval kisebb kockázatról.
A következő lépcső során maga a 3D nyomtatással készült implantátum kerül a műtőbe. Egyelőre meglehetősen ritka esetnek számít, amikor ez kerül beültetésre a műtét során, miután ehhez nagyon szigorú anyagminőségi előírásoknak kell megfelelni, ám a kinyomtatott „mű” implantátum egyéb módokon is hasznos lehet. „Egy adott implantátum, műér, csontpótlásra használt modell a saját, bevett és megszokott anyagából is egyénre szabható és személyre szólóan méretezhető. Itt egy külső, negatív sablont készítünk, ami alapján az adott implantátum a tervezett méretnek megfelelően kialakítható. Tehát pl. egy csontdefektus pótlására használunk olyan öntvény formákat ami alapján a szokványos csontcementből kialakítható a beteg személyre szabott implantátuma. Ugyanígy szívsebészetben, érsebészetben használható minta arra hogy például egy érfolt méretét tervezetten, egyénre szabott alakra és méretre szabjuk.” – hoz Gasz Balázs érzékletes példákat.
A Pécsett nemrég sikeresen végrehajtott mellkas tölcsér korrekciós műtét arra jó példa, amikor a a 3D nyomtatással készült, egyénre szabott implantátum beültetésre is kerül. A mellkassebészek, 3D tervezők és ipari szereplők együttműködésével létrejött műtéti eljárás másfél óra helyett 45 perces, jóval kevesebb benne a hibalehetőség, és az olajozott kooperációnak hála lassacskán bevett gyakorlatnak számít a pécsi Klinikai Központban.
A negyedik módozat során a 3D tervezés és nyomtatás során készített tárgy már úgymond élettani funkcióval is rendelkezik, például a páciens érrendszerének egy része kerül kinyomtatásra, és a vérkeringést szimulálják benne. Jó példa erre az úgynevezett szívkamra rekonstrukciós műtét, amely során a szívinfarktus során elhalt szívizomszövetet kell pótolni a kitágult balkamra falának „befoltozásával”.
Az eljárás során az elsődleges kockázati tényezőt azt jelenti, hogy a szívet a beavatkozás során ki kell kapcsolni a keringésből, és ez minden egyes eltelt perccel egyre komolyabb veszélyt jelent. Amennyiben a sebészek hagyományos módon, a mellkas felnyitása után mintegy szemmértékre, illetve a korábban elkészített CT képek alapján kezdenek bele a folt kialakításába, úgy ez hosszú időt vehet igénybe, és a siker sem garantált, ám a pécsi kutatók-fejlesztők jelentősen visszavágták ezt az időt, miután a különböző képalkotó eljárások alapján valósághűen modellezik a betegek szívét működés közben, és képesek szimulálni a legjobban funkcionáló foltformát. Ebből aztán egy sablon készül, ami már a műtét előtt a sebészek rendelkezésére áll, jelentősen csökkentve a szív keringésből történő kizárásának időtartamát.
Eddig három sikeres műtét zajlott le Pécsett ezzel a módszerrel dr. Lénárd László és dr. Pintér Örs közreműködésével, több esetben pedig a szimuláció során derült ki, hogy a műtéti módszer nem alkalmazható az adott beteg esetében. Mindez szintén pozitív fejlemény, hiszen ennek révén sikerült megkímélni őket egy nagy megpróbáltatással járó, egyben sikertelen műtéttől, az egyik páciensen pedig ez után hajtottak végre sikeres szívtranszplantációt.
Forrás: Pécsi Tudományegyetem
