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Das Leben kann sich in einer Sekunde radikal ändern, wie Herr Ondráček erleben durfte. Im März 2022 war er in einen schweren Motorradunfall verwickelt, der eine Wirbelsäulenverletzung und vor allem einen komplizierten Bruch seines linken Beins zur Folge hatte. Solche Fälle enden normalerweise mit einer Amputation oder bestenfalls mit einer erheblichen Einschränkung der Beweglichkeit. Die Ärzte des Universitätsklinikums in Brünn führten jedoch eine einzigartige Reihe von Operationen durch, die nicht nur das Leben des Patienten, sondern auch sein Bein retteten und es ihm ermöglichten, wieder ohne Schmerzen und erhebliche Einschränkungen zu gehen. Original Prusa 3D-Drucker spielten eine entscheidende Rolle bei der präoperativen Vorbereitung.

Es gibt etwa 213 Knochen im menschlichen Körper – und Herr Ondráček hat sich einen gebrochen, von dem Sie vielleicht noch nichts gehört haben: den Talusknochen. Dieser Knochen ist einer der Fußwurzelknochen und bildet eine wichtige Verbindung zwischen dem Fuß und der Wade. Er spielt eine relativ wichtige Rolle im Leben – und seine Verletzungen gelten in der Orthopädie als äußerst selten. Der Talus ist außerdem einzigartig in seiner Struktur und schlecht durchblutet, was die traditionellen Behandlungsmethoden erschwert.

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

„Der Talusknochen ist größtenteils mit Knorpel bedeckt, schlecht durchblutet, hat sieben Bandstrukturen und keinen Muskel, so dass es ein Problem ist, ihn zu reparieren. Wenn Sie ihn wieder einsetzen, besteht das Risiko, dass der Knochen wegen der schlechten Blutversorgung abstirbt. Wenn er nicht genau in das Gelenk passt, kann sich das Gelenk wegen der Arthrose nicht mehr bewegen, was dem Patienten nicht nur Schmerzen bereitet, sondern ihn auch daran hindert, sich zu bewegen,“ erklärt der Leiter der Abteilung für Unfallchirurgie am Universitätsklinikum Brünn, Assoc. Prof. Milan Krtička, MD, PhD.

mit dem SLA-Drucker Original Prusa Medical One 3D-gedruckter Sprungbeinknochen

Die an der Universitätsklinik in Brünn durchgeführte Operation stellt einen Durchbruch in der Orthopädie und Traumatologie dar, denn bisher hätten derartige Verletzungen eine dauerhafte Ruhigstellung des Gelenks erfordert, was den Gang des Patienten negativ beeinflusst und seinen Alltag eingeschränkt hätte.

Mit Bedacht vorgehen

Nach den ersten Untersuchungen stellten die Ärzte fest, dass ein Teil des beschädigten Talusknochens fehlte. Er musste ersetzt werden. Mit Hilfe der Computertomographie nahmen die Ärzte Bilder des anderen Beins auf und erstellten durch Spiegelung eine Schablone für das Knochenmodell. Anschließend fertigten sie einen provisorischen Ersatz an, einen mit Antibiotika getränkten Zementabstandshalter. Dieser ermöglichte nicht nur eine gründliche Wunddesinfektion, sondern diente auch als Füllmaterial und erlaubte dem Patienten, die Bewegung seines Beins zu üben, um Bewegungseinschränkungen und Gewebeversteifungen zu vermeiden. An dieser Stelle kam zum ersten Mal der 3D-Druck ins Spiel – die Ärzte druckten die Form für den Zementabstandshalter mit einem Original Prusa MK3S+ und Prusament Filament.

3D-Segmentierung in der 3D Slicer Software durchgeführt

Sonderanfertigung von Knochen

Es wurde beschlossen, dass Herr Ondráček einen neuen Talusknochen erhält – einen Titanknochen, der mit einem speziellen 3D-Drucker gedruckt wurde. Das eigentliche Verfahren und die Herstellung eines maßgefertigten Implantats, das den Knochen eines Patienten ersetzt, ist keine Routine und muss Wochen im Voraus geplant werden. Die Ärzte haben über einen Monat gebraucht, um sich auf diese einzigartige Operation vorzubereiten. Die Herstellung eines maßgefertigten Knochens ist dank der CT-Scans kein Problem. Allerdings zeigen die Scans zum Beispiel nicht den Knorpel und andere Weichteile, die nicht direkt mit Titan in Berührung kommen sollten (es wird ein Kohlenstoffeinsatz verwendet).

3D-gedrucktes Knochenimplantat aus Titan

In diesem Fall gibt es keine universellen Maßtabellen oder Lehrbuchdaten – es muss genau und individuell gemessen werden. Das Team von Assoc. Prof. Milan Krtička, MD, Ph.D., hat sich daher mit der Masaryk-Universität und dem Institut für Anatomie zusammengetan.

Gemeinsam mit anderen Experten verwendeten sie im Sezierraum 3D-gedruckte Kunststoffmodelle, um die genaue Größe des Implantats zu bestimmen und die notwendigen Daten zu erhalten. „Wir haben auch die mechanischen Eigenschaften des Implantats getestet, wo die Fixierungsschrauben eingesetzt werden sollten und wie das gesamte Implantat gestaltet werden sollte“, sagt Krtička, dessen Team die Vorbereitung nicht unterschätzte und die gesamte Operation als Probelauf durchführte. Mit Erfolg.

3D-gedruckte Kunststoff-Modelle im Sezierraum

Im Juli 2022 erhielt Herr Ondráček einen neuen Talusknochen und kann dank der Rehabilitation nun selbständig gehen. Und, was am wichtigsten ist, ohne Schmerzen.

Ein Durchbruch bei der Anwendung des 3D-Drucks

Die einzigartige Operation wird bald in die europäische medizinische Literatur aufgenommen werden. Das Team unter der Leitung von Assoc. Prof. Milan Krtička, MD, Ph.D., bereitet eine detaillierte Beschreibung des Eingriffs vor und gibt Anleitungen, wie man einen individuellen Abstandshalter macht. Dies ist eine große, vielleicht sogar revolutionäre Veränderung im Bereich der Medizin. Der Einsatz des 3D-Drucks eröffnet neue Möglichkeiten und Behandlungsmethoden für verschiedene Verletzungen. Immerhin nutzt die Universitätsklinik in Brünn diese Technik schon seit langem und hat große Pläne und Ambitionen für die Zukunft. In Zusammenarbeit mit Prusa Research soll ein Anwendungszentrum für den 3D-Druck in der Medizin eingerichtet werden.

Prototyp einer 3D-gedruckten Zement-Abstandshalterform

Ob es um die Formung von individuellen Titanplatten für die Traumatologie oder die Vorbereitung auf kardiovaskuläre Operationen geht, gedruckte anatomische Modelle aus dem Original Prusa MK3S+ und Original Prusa Medical One ersparen den Patienten Zeit bei Operationen und bringen den Krankenkassen erhebliche Einsparungen.

Aber wie Prusa Research zu sagen pflegt, ist dies erst der Anfang. Was wird Ihr Krankenhaus mit dem 3D-Druck machen?

Webseite: fnbrno.cz