Leistbare, 3D-gedruckte Knochenmodelle zur Unterstützung von Operationen

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Forscher aus der Abteilung für Plastische- und Rekonstruktive Chirurgie sowie der Abteilung für Orthopädie an der Harvard Medical School,  präsentieren die Verwendung von 3D-Druckern in Knochen-Operationen. Ihre Studien zeigen auf, dass für einige Transplantationsverfahren ein teures Outsourcing von 3D-gedruckten, chirurgischen Hilfsmitteln nicht unbedingt notwendig ist. Chirurgen können, laut den Forschern der Harvard Medical School, ihre Werkzeuge selbst, mit eigenem 3D-Drucker, herstellen.

Ein vaskularisierter Knochentransfer, ist ein Transplantations – Verfahren, bei dem Gewebe von einem Teil des Körpers zu einem anderen bewegt wird.  In der Studie der Harvard Forscher, wurden kleine Teile des Knochens im Handgelenk, Knie und Schienbein entnommen. Um einen herkömmlichen, vaskularisierten Knochentransfer durchzuführen, müssen Bilder mithilfe von Röntgenstrahlen und CT-Scans der gewünschten Stellen aufgenommen- und der geeignete Transplantatknochen, nur mithilfe von 2D und 3D Bildern identifiziert werden.
3D-Druck ermöglicht es, den Vorgang vorher mit physikalischen 3D-Modellen zu simulieren um sie als Vorlage für die Operation zu verwenden. Der 3D-Drucker, den die Wissenschaftler der Harvard Medical School verwendet haben ist das Modell M3D  (Im Einzelhandel von ungefähr 350 $ bis  500 $ erhältlich).

Micro3DPrinter

Die Studie nutzt die Röntgen- und CT-Scan-Bilder, um ein 3D-Modell in der kostenlosen Meshmixer-Software von Autodesk zu entwerfen. Aus dem Meshmixer-3D-Modell  können dann kleine Knochen wie zum Beispiel der Handwurzel-Knochen isoliert – und anschließend auf einem Micro 3D Drucker ausgedruckt werden. Das fertige Plastikmodell kann dann in der Vorplanung verwendet werden, um zu prüfen, welche Instrumente angewendet werden sollten.

Ein auf Meshmixer erstelltes Knochenmodell

Die Technologie ist einfach zu bedienen, platzsparend, bequemer und sehr wirtschaftlich im Vergleich zu herkömmlicher Send-out-Fertigung. Die Autoren des Forschungspapers Surgeon-Based 3D Printing for Microvascular Bone Flaps“ sind Erin M. Taylor, MD, und Matthew L. Iorio, MD und es wurde im Journal of Reconstructive Microsurgery  veröffentlicht.

Desktop-3D-Drucker können außerdem verwendet werden, um mikrofluidische Forschung voranzutreiben. Da die Geräte platzsparend sind, haben sie das Potenzial, eine standardisierte Methode zur Prüfung der Zellreaktion auf Substanzen zu werden. Wir sind gespannt welche weiteren unglaublichen Möglichkeiten der Anwendung von 3D-Druck in Zukunft noch entdeckt werden.