Varování. Tento článek obsahuje potenciálně znepokojivé obrázky, které mohou být pro některé čtenáře nevhodné.

Život se dokáže radikálně proměnit během jedné vteřiny, pan Ondráček by mohl vyprávět. V březnu 2022 utrpěl při jízdě na motorce vážnou nehodu při které došlo k poranění páteře a zejména ke komplikované zlomenině levé nohy. Takový případ běžně končí v nejhorším případě amputací, v tom lepším výrazným snížením hybnosti. V tomto případě ale lékaři Fakultní nemocnice Brno provedli unikátní sérii operací, díky kterým nejen zachránili pacientovi život a nohu, ale dnes může i bez bolesti a výrazných omezení chodit! Zásadní roli při předoperační přípravě přitom hrály 3D tiskárny Original Prusa.

V lidském těle je kolem 213 kostí – a pan Ondráček si při nehodě zlomil jednu z těch, o kterých jste možná ani neslyšeli: Kost hlezenní. Ta patří mezi tzn. zánártní kosti a tvoří zásadní část spojení mezi chodidlem a bércem. Hraje tedy v životě poměrně velkou roli – a její poranění se na ortopedii počítají mezi extrémně vzácné případy. Kost hlezenní je navíc specifická svou strukturou a špatným cévním zásobením, což ztěžuje tradiční způsoby léčby.

MUDr. Martin Chovanec and Assoc. Prof. Milan Krtička, MD, PhD.

„Kost hlezenní je z velké části pokrytá chrupavkou, má špatné cévní zásobení a upíná se na ní sedm vazivových struktur a žádný sval, takže je problém ji fixovat, když ji vrátíte zpátky, tak hrozí, že kost odumře, protože má špatné cévní zásobení a když nebude přesně pasovat do kloubu, tak způsobí, že se kloub nebude hýbat, protože by vznikla artróza, kdy by to pacienta nejen bolelo, ale znemožnilo by mu to pohyb,“ vysvětluje přednosta Kliniky úrazové chirurgie FN Brno doc. MUDr. Milan Krtička, Ph.D.

3D tisk kosti hlezenního kloubu pomocí SLA tiskárny Original Prusa Medical One

Operace, kterou ve Fakultní nemocnici Brno tedy představuje průlom v ortopedii a traumatologii, jelikož dříve by takové poranění vyžadovalo definitivní znehybnění kloubu, což by mělo negativní dopady na způsob chůze a další omezení pacienta v běžném životě.

Hlavně opatrně

Bezprostředně po příjezdu pana Ondráčka do nemocnice lékaři zjistili, že část poškozené hlezenní kosti chybí. Bylo nutné ji nahradit. Pomocí CT proto lékaři pořídili snímek druhé nohy a zrcadlovým otočením získali předlohu pro model kosti. Díky tomu následně vytvořili provizorní náhradu, tzn. cementový spacer napuštěný antibiotiky. Ten umožnil nejen důkladnou dezinfekci rány, ale zároveň vyplnil prostor a díky němu mohl pacient nohu procvičovat tak, aby nevznikalo omezení pohybu a tím pádem nedošlo k tuhnutí tkání. A zde poprvé nastupuje 3D tisk – formu na cementový spacer lékaři vytiskli pomocí Original Prusa MK3S+.

3D segmentace provedená v softwaru 3D Slicer

Jak vyrobit kost na míru

Bylo rozhodnuto, že pan Ondráček dostane novou hlezenní kost – titanovou, mimochodem, vytištěnou na speciální 3D tiskárně. Samotný zákrok a výroba implantátu nahrazujícího kost pacienta na míru nepatří mezi rutinní záležitosti a musí se plánovat týdny dopředu. Samotná příprava lékařů na takovouto unikátní operaci zabrala lékařům více než měsíc času. A zde nastupují 3D tiskárny Original Prusa podruhé: Díky CT snímkům není problém vyrobit kost přesně na míru. Co však snímky neukáží, jsou například chrupavky a další měkké tkáně, které by neměly přijít s titanem do přímého kontaktu (používá se karbonová vložka).

3D tištěný titanový implantát

A v tomto případě neexistují univerzální rozměry ani učebnicová data – tohle je potřeba udělat přesně na míru. Tým doc. MUDr. Krtičky, Ph.D. proto spojil síly s Masarykovou univerzitou a Anatomickým ústavem.

Na pitevně spolu s dalšími odborníky pomocí 3D tištěných plastových modelů určovali přesnou velikost implantátu a získávali potřebná data. „Zkoušeli jsme i mechanické vlastnosti implantátu, kde zavést fixační šrouby, a jak celý implantát vytvořit,“ popisuje Krtička, jehož tým nepodcenil přípravu a celou operaci provedl nanečisto. Úspěšně.

Pitevna a operace nanečisto

V červenci 2022 dostal pan Ondráček novou hlezenní kost a díky rehabilitacím dnes může sám chodit. A – co je hlavní – bez bolesti.

Průlom v nasazení 3D tisku

Ojedinělá operace tak brzy získá své místo v evropské zdravotnické literatuře. Tým kolem doc. MUDr. Milana Krtičky, Ph.D. chystá podrobný popis operace a sdílení návodu na vytvoření spaceru na míru. Jde o obrovský, možná až revoluční posun v oblasti medicíny. Díky využití 3D tisku se tak otevírají nové možnosti a postupy léčby různých poranění. Ostatně, ve Fakultní nemocnici Brno jej používají dlouhodobě a mají velké plány a ambice do budoucna. Ve spolupráci s Prusa Research vznikne například aplikační centrum 3D tisku v medicíně.

3D tisk prototypu formy pro cementový spacer

Ať už jde například o tvarování titanových dlah na míru na traumatologii či přípravu na kardiovaskulární chirurgii – díky tištěným anatomickým modelům z Original Prusa MK3S+ a SL1S šetří operační čas pacienta a přinášejí významné úspory pojišťovnám.

Ale tohle všechno je – jak v Prusa Research rádi říkáme – teprve začátek. Co s 3D tiskem vymyslí vaše nemocnice?

Website: fnbrno.cz