3D výroba v ortopedické chirurgii

Nedávno byl trojrozměrný (3-D) tisk považován za potenciální nástroj, který by mohl být použit k výrobě ortopedických zařízení na míru, jako jsou kyčelní implantáty.

Výroba implantátů

Pokud podstupujete ortopedickou operaci, možná budete potřebovat implantát vložený pro rekonstrukci, výměnu, roubování nebo jako ortézu, která udrží struktury na místě. Na koleno lze použít například implantáty, jako jsou například vlastní kolenní výztuhy z uhlíkových vláken.

Různé materiály mají výhody a nevýhody, pokud jde o trvanlivost, hojení a možnou potřebu revize po silnici.

3D tisk

Hlavní charakteristikou 3D výroby je aditivní výrobní proces, při kterém se produkty vytvářejí přidáváním materiálu vrstvu po vrstvě k vytvoření konečného produktu. To se liší od subtraktivního procesu, při kterém je blok materiálu vytesán do požadovaného tvaru. Aditivní výroba existuje již řadu let a používá se v mnoha průmyslových odvětvích, ale ve zdravotnictví je relativně nová.

Ortopedické implantáty se tradičně vyrábějí v několika standardních velikostech. Například pokud jste dostávali náhradu kyčelního kloubu, podobně jako byste chodili do obchodu s obuví a zkoušeli různé velikosti obuvi, váš ortopedický chirurg by měl k dispozici různé možnosti implantátů kyčelního kloubu, aby vyhovovaly většině lidí. I když tyto implantáty často fungují dobře, počet velikostí je omezený a někteří lidé mají anatomii, která neodpovídá přesně konkrétní standardní velikosti.

V ortopedické chirurgii se trojrozměrný tisk používá pro řadu různých aplikací.

Kloubní náhradní implantáty: Některé z těchto implantátů se používají při běžných chirurgických zákrocích, jako je například náhrada kyčelního kloubu a náhrada kolena. Kromě toho byly páteřní implantáty navrženy také pomocí trojrozměrné aditivní výroby.

Specifická instrumentace pro pacienta: Nástroje, které váš chirurg používá během operace, mohou být navrženy tak, aby optimalizovaly váš postup.

Složité implantáty: K opravě závažných deformit, chirurgii nádorů a v situacích, kdy pro komplikovanou rekonstrukční chirurgii nejsou k dispozici žádné standardní implantáty, lze použít vlastní materiály.

Vlastní implantáty

Mohlo by vás zajímat získání vlastního implantátu, pokud se chcete ujistit, že implantát používaný v době vaší operace má ideální velikost pro vaše tělo. Jsou však k dispozici vlastní náhrady kloubů, kde jsou implantáty navrženy speciálně pro konkrétního pacienta, ale nejsou obvykle nutné a v současné době nejsou standardním chirurgickým zákrokem.

V současné době není běžné, že chirurg implantuje kloubní náhradu na míru. Obvykle, když lidé hovoří o vlastních implantátech, mají zaveden standardní implantát a vlastní řez je navržen pro jejich konkrétní anatomii.

Potenciální výhodou skutečného vlastního implantátu, ve kterém je implantovaná protéza speciálně navržena pro jednotlivého pacienta, je schopnost replikovat běžnou mechaniku kloubu. Existují okolnosti, kdy může být implantát standardní velikosti trochu příliš dlouhý, trochu příliš krátký, trochu příliš široký nebo trochu příliš úzký. Ve většině případů může váš chirurg kompenzovat drobné odchylky, ale existují situace, kdy má člověk neobvyklou anatomii, a může být obtížné přizpůsobit se standardním implantátům. Vlastní design implantátu by mohl chirurgovi umožnit lepší schopnost tyto proměnné kontrolovat.

Lpění na kosti

Dalším aspektem aditivní výroby je potenciál produkovat implantát, který dobře přilne k okolní kosti.

Existují různé způsoby, jak lze implantáty připevnit na kost. Šrouby a dráty se obvykle používají k udržení hojivých zlomenin na místě, když implantát musí vydržet až do zahojení zlomeniny. Lze použít také kostní cement. ale materiál se může časem uvolnit.

Jedním z nejlepších způsobů, jak zajistit implantát ke kosti, je použití implantátů s porézním povlakem, z něhož kost může postupem času dorůst.

Implantáty s porézním povlakem se často používají při náhradě kloubů, ale ne všechny implantáty lze snadno navrhnout s porézním povlakem. Výhodou 3D tisku je, že umožnil proces nanášení porézního povlaku na širokou škálu geometrických povrchů.

Slovo od Verywell

Budoucnost ortopedické chirurgie bude nepochybně vypadat velmi odlišně od způsobu, jakým se dnes děje. 3-D tisk je technologie, která se používá k návrhu zakázkových ortopedických implantátů, které se používají pro komplexní rekonstrukční operace. V průběhu času se použití trojrozměrného tisku může stát běžnějším a mohlo by být použito v širším měřítku pro standardní ortopedické chirurgické zákroky.