Gepersonaliseerde 3D-geprinte knie-implantaat kan duizenden artritispatiënten helpen

Gepersonaliseerde 3D-geprinte knie-implantaat kan duizenden patiënten met artritis helpen

Een baanbrekende nieuwe behandeling die gebruikmaakt van 3D-geprinte implantaten en die verlichting zou kunnen bieden aan tienduizenden patiënten met artrose in de knie, heeft goedkeuring gekregen om te worden getest bij Britse patiënten, na een virtuele "in-silico" -studie die de veiligheid ervan aantoonde.

De gepersonaliseerde vroege knieartrosebehandeling, ontwikkeld door ingenieurs van het Centre for Therapeutic Innovation (CTI) van de Universiteit van Bath, maakt gebruik van de modernste 3D-metaalprinttechnologie om gepersonaliseerde platen van titaniumlegering van medische kwaliteit te maken die perfect passen bij elke patiënt.

De TOKA-behandeling (op maat gemaakte osteotomie voor knie-uitlijning) verbetert de operatieve procedure en pasvorm van platen voor hoge tibiale osteotomie (HTO) die worden gebruikt om de knie van een patiënt opnieuw uit te lijnen, waardoor ze stabieler, comfortabeler en beter in staat zijn om gewicht te dragen dan bestaande generieke platen. De techniek vereenvoudigt ook HTO-chirurgie, waardoor operaties sneller en dus veiliger worden.

De HTO-platen zijn al virtueel getest op veiligheid, in een computergebaseerd onderzoek met CT-scangegevens van 28 patiënten. De in-silico klinische studie, de eerste ter wereld die de veiligheid van een orthopedisch hulpmiddel aantoonde, modelleerde de spanningen die op de op maat gemaakte platen zouden worden uitgeoefend en toonde aan dat ze qua veiligheid vergelijkbaar zouden zijn met de standaardbehandeling.

Professor Richie Gill, van het Center for Therapeutic Innovation, zegt: "Artrose van de knie is een belangrijk gezondheids-, sociaal en economisch probleem en krijgt niet zoveel aandacht als zou moeten. Een kwart van de vrouwen boven de 45 heeft het, en ongeveer 15 procent van de mannen, dus het is een zware last waar velen mee leven.

"Knievervanging is alleen nuttig voor artrose in het eindstadium, dus je kunt pijn hebben en lange tijd, mogelijk tientallen jaren, met een handicap moeten leven voordat het mogelijk is. We hopen dat het nieuwe TOKA-proces dat we hebben ontwikkeld daar verandering in zal brengen.”

Knieartrosepatiënten die TOKA ondergaan, ondergaan een 3D-CT-scan van hun knie, voordat een gepersonaliseerde 3D-geprinte chirurgische gids en plaat worden gemaakt, beide gevormd naar hun scheenbeen (scheenbeen). De chirurgische gids vereenvoudigt de operatie en is ontworpen om de chirurgische nauwkeurigheid te verbeteren.

Het proces omvat ook de eerste implementatie van 3D-geprinte schroefdraad in de HTO-platen, wat betekent dat ze optimaal kunnen worden gepositioneerd om ze tegen het bot te bevestigen.

Proeven beginnen zodra klinische centra weer opengaan voor electieve chirurgie

Wanneer klinische centra later dit jaar weer electieve chirurgie gaan uitvoeren, zullen de proeven beginnen. Ziekenhuizen in Bath, Bristol, Exeter en Cardiff zullen deelnemen aan een gerandomiseerde controlestudie om de patiëntresultaten te vergelijken met een bestaande generieke HTO-procedure.

Tests van de TOKA-techniek zijn al begonnen in Italië, waar tot nu toe 25 patiënten nieuwe gepersonaliseerde HTO-platen hebben ontvangen als onderdeel van een proef in het Rizzoli-instituut in Bologna.

Chirurgie met hoge tibiale osteotomie (HTO) richt het kniegewricht opnieuw uit door een snee in het scheenbeen (scheenbeen) te maken en een kleine opening te openen, die moet worden gestabiliseerd door een metalen plaat. Deze herschikking verplaatst de belasting naar een minder 'versleten' deel van de knie. De resultaten voor de patiënt zijn afhankelijk van hoe nauwkeurig de snede wordt gemaakt en de opening die wordt geopend.

Prof Gill voegt toe: “De HTO-operatie heeft een lange klinische geschiedenis en heeft zeer goede resultaten als ze nauwkeurig wordt uitgevoerd. De moeilijkheid die chirurgen hebben is het bereiken van een hoge nauwkeurigheid, daarom hebben we de TOKA-methode ontwikkeld, die begint met een CT-scan en een digitaal plan.

"Door het aangepaste knie-implantaat in 3D te printen en het te scannen voordat ze worden geopereerd, weten chirurgen precies wat ze zullen zien voordat ze worden geopereerd en waar het implantaat zal gaan."

“Naast dat een chirurg een operatie nauwkeurig kan plannen, kunnen een chirurgische geleider (of mal) en een plaatimplantaat, elk gepersonaliseerd voor de patiënt, automatisch 3D-geprint worden op basis van de scangegevens.

"Belangrijk is dat dit type behandeling de symptomen van artrose van de knie verlicht met behoud van het natuurlijke gewricht."

Het pre-planningselement vereenvoudigt de operatie aanzienlijk en kan de tijd op de operatietafel verkorten van twee uur tot ongeveer 30 minuten.

Het werk tot nu toe en de Britse proef worden ondersteund en gefinancierd door Versus Arthritis UK. Het in silico-onderzoek is gepubliceerd in Communicatie geneeskunde.