Spersonalizowany implant kolana wydrukowany w 3D może pomóc tysiącom cierpiących na artretyzm

Spersonalizowany wydrukowany w 3D implant kolana może pomóc tysiącom cierpiących na artretyzm

Przełomowa nowa terapia wykorzystująca implanty drukowane w 3D, która może przynieść ulgę dziesiątkom tysięcy cierpiących na chorobę zwyrodnieniową stawu kolanowego, otrzymała zgodę na przetestowanie u pacjentów w Wielkiej Brytanii, po wirtualnym badaniu „in-silico”, które wykazało jego bezpieczeństwo.

Spersonalizowane leczenie wczesnej choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego, opracowane przez inżynierów z Centrum Innowacji Terapeutycznych Uniwersytetu w Bath (CTI), wykorzystuje najnowocześniejszą technologię druku 3D z metalu, aby stworzyć spersonalizowane płytki ze stopu tytanu klasy medycznej, które idealnie pasują do każdego pacjenta.

Zabieg TOKA (Tailored Osteotomy for Knee Alignment) poprawia procedurę operacyjną i dopasowanie płytek do osteotomii kości piszczelowej (HTO) stosowanych do ponownego wyrównania kolana pacjenta, dzięki czemu są bardziej stabilne, wygodne i lepiej znoszą ciężar niż istniejące płytki generyczne. Technika ta upraszcza również chirurgię HTO, czyniąc operacje szybszymi, a przez to bezpieczniejszymi.

Płytki HTO zostały już przetestowane pod kątem bezpieczeństwa w wirtualną próbie komputerowej z wykorzystaniem danych ze skanów CT od 28 pacjentów. Badanie kliniczne in-silico, pierwsze na świecie, które zademonstrowało bezpieczeństwo wyrobu ortopedycznego, wymodelowało naprężenia, jakie będą wywierane na wykonane na zamówienie płytki i wykazało, że będą one porównywalne pod względem bezpieczeństwa do standardowego leczenia.

Profesor Richie Gill z Centrum Innowacji Terapeutycznych mówi: „Zwyrodnienie stawów kolanowych jest poważnym problemem zdrowotnym, społecznym i ekonomicznym i nie poświęca się mu tyle uwagi, ile powinno. Ma go jedna czwarta kobiet po 45 roku życia i około 15% mężczyzn, więc jest to znaczne obciążenie, z którym żyje wiele osób.

„Wymiana stawu kolanowego jest przydatna tylko w schyłkowym stadium choroby zwyrodnieniowej stawów, więc możesz odczuwać ból i żyć z niepełnosprawnością przez długi czas, potencjalnie dziesięciolecia, zanim będzie to możliwe. Mamy nadzieję, że opracowany przez nas nowy proces TOKA zmieni to.”

Pacjenci z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego poddawani TOKA zostaną poddani skanowi 3D TK kolana, zanim zostaną utworzone spersonalizowane, drukowane w 3D wzorniki chirurgiczne i płytka, oba ukształtowane do ich kości piszczelowej (goleń). Prowadnica chirurgiczna upraszcza operację i ma na celu poprawę dokładności chirurgicznej.

W procesie tym po raz pierwszy wdrożono drukowane w 3D gwinty śrubowe do płytek HTO, co oznacza, że ​​można je optymalnie ustawić, aby pomóc w zabezpieczeniu ich przed kością.

Próby rozpoczną się po ponownym otwarciu ośrodków klinicznych w celu przeprowadzenia planowej operacji

Gdy ośrodki kliniczne wrócą do przeprowadzania planowych operacji, spodziewanych jeszcze w tym roku, rozpoczną się próby. Szpitale w Bath, Bristolu, Exeter i Cardiff wezmą udział w randomizowanym badaniu kontrolnym w celu porównania wyników leczenia pacjentów z istniejącą generyczną procedurą HTO.

Testy techniki TOKA rozpoczęły się już we Włoszech, gdzie do tej pory 25 pacjentów otrzymało nowe spersonalizowane płytki HTO w ramach próby w Instytucie Rizzoli w Bolonii.

Operacja osteotomii wysokiej kości piszczelowej (HTO) powoduje wyrównanie stawu kolanowego poprzez nacięcie kości piszczelowej (kość piszczelową) i otwarcie małej szczeliny, którą należy ustabilizować metalową płytką. To ponowne wyrównanie przenosi obciążenie do mniej „zużytej” części kolana. Wyniki pacjenta zależą od dokładności wykonania cięcia i otwarcia szczeliny.

Prof Gill dodaje: „Zabieg HTO ma długą historię kliniczną i daje bardzo dobre wyniki, jeśli jest wykonany dokładnie. Trudnością chirurgów jest osiągnięcie wysokiej dokładności, dlatego stworzyliśmy metodę TOKA, która zaczyna się od tomografii komputerowej i planu cyfrowego.

„Drukowanie 3D niestandardowego implantu kolanowego i wykonanie skanowania przed operacją oznacza, że ​​chirurdzy będą dokładnie wiedzieć, co zobaczą przed operacją i dokąd trafi implant”.

„Oprócz możliwości precyzyjnego zaplanowania operacji przez chirurga, szablon chirurgiczny (lub uchwyt) i implant płytkowy, każdy dostosowany do pacjenta, mogą być automatycznie drukowane w 3D na podstawie danych ze skanowania.

„Co ważne, ten rodzaj leczenia łagodzi objawy choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego, zachowując naturalny staw”.

Element planowania wstępnego znacznie upraszcza operację i może skrócić czas na stole operacyjnym z dwóch godzin do około 30 minut.

Dotychczasowe prace i badanie w Wielkiej Brytanii są wspierane i finansowane przez Versus Arthritis UK. Próba in silico została opublikowana w Medycyna komunikacji.