3D-gedruckte orthopädische Implantate verändern die Gelenkersatzchirurgie

Das wachsende Feld des 3D-Drucks ermöglicht Lösungen für einige der schwierigsten Probleme in der Orthopädie. Im Hospital for Special Surgery (HSS) stellt ein hochentwickelter 3D-Drucker maßgeschneiderte Gelenkersatzteile für hochkomplexe Fälle her, bei denen ein Standardimplantat von der Stange nicht ausreicht. Das HSS war das erste Krankenhaus in den USA, das in Zusammenarbeit mit dem Unternehmen LimaCorporate, das kürzlich von Enovis übernommen wurde, vor Ort eine 3D-Druckanlage für maßgeschneiderte Implantate eingerichtet hat.

Für die meisten Patient*innen, die eine Gelenkersatzoperation benötigen, sind die herkömmlichen, in verschiedenen Größen verfügbaren Implantate ausreichend. Doch es gibt Fälle, in denen diese Standardlösungen nicht passen. Hier bietet der 3D-Druck eine maßgeschneiderte Alternative, die laut Mathias Bostrom, MD, stellvertretender Chefarzt am HSS, das Potenzial hat, die orthopädische Medizin zu revolutionieren.

“Im Vergleich zur herkömmlichen Implantatherstellung liegt der Zauber des 3D-Drucks in der Möglichkeit, so viele komplexere Formen und Designs in einem Bruchteil der Zeit herzustellen”, erklärt Douglas Leach, Vizepräsident für Geräteinnovation am HSS Innovation Institute.

Am Complex Joint Reconstruction Center des HSS werden Patient*innen mit schweren Deformitäten, erheblichem Knochenverlust oder fehlgeschlagenen Gelenkersatzoperationen, die neu gemacht werden müssen, behandelt. Für diese Patient*innen könnte ein maßgeschneidertes 3D-gedrucktes Implantat die Funktion und Mobilität wiederherstellen oder sogar Gliedmaßen retten. Diese speziell angefertigten Implantate haben bereits unermüdliche Schmerzen gelindert und es einigen im Rollstuhl sitzenden Patient*innen ermöglicht, wieder zu gehen.

Die Implantate werden aus feinem Titanpulver hergestellt. Dieses wird auf eine Plattform gegossen, sorgfältig geebnet und anschließend Schicht für Schicht durch einen Laser oder Elektronenstrahl erhitzt und verschmolzen.

Die Technologie begann vor über einem Jahrzehnt mit der Herstellung von Plastikmodellen – exakten Repliken der Knie-, Hüft-, Schulter- oder Ellenbogengelenke der Patient*innen – als Vorbereitung auf komplexe Gelenkersatzoperationen.

“Wir erhalten einen CT-Scan und können daraus ein echtes Modell des Gelenks des Patienten erstellen, das uns bei der Planung des Eingriffs hilft, bevor wir in den Operationssaal gehen”, erklärt Mark Figgie, MD, emeritierter Leiter des Surgical Arthritis Service an der HSS. “Das Modell vor der Operation hat den Planungsprozess für diese schwierigen Fälle revolutioniert und hilft uns sicherzustellen, dass wir das Richtige tun und die richtige Passform erhalten.”

Die Technologie hat sich so weit entwickelt, dass 3D-Drucker nun die Titanimplantate herstellen, die bei den Patient*innen eingesetzt werden. Diese speziell entworfenen Implantate sind oft die letzte und beste Hoffnung für Patienten, die einen komplizierten Ersatz für Hüfte, Schulter oder Knie benötigen.