Skåne universitetssykehus kan, trolig som det første sykehuset i verden, ved hjelp av 3D-printere produsere egne hodeskalleimplantater som deretter opereres inn. Den første vellykkede operasjonen er nylig utført som en del av en forskningsstudie.
I halvannet år har Skåne universitetssykehus jobbet med 3D-printing, inkludert pasientspesifikke verktøy for operasjoner. En pågående studie undersøker nå om sykehuset selv kan håndtere hele kjeden når det gjelder kranieimplantater, fra design til trykking og operasjon.
Bruker CT-bilder
Einar Heiberg Brandt er medisinsk ingeniør i klinisk fysiologi og nukleærmedisin ved Skåne universitetssykehus og assisterende universitetslektor ved Wallenberg senter for molekylær medisin ved Lunds universitet. Han forklarer hvordan prosessen fungerer:
– Vi har utviklet en programvare som kan lese CT-bilder og ut fra dette designe et hodeskalleimplantat. Dette gjøres ved å speile den friske siden til den syke siden, og på denne måten kan man gjenskape symmetrien i hodeskalleformen, sier Einar Heiberg Brandt.
I tillegg er det lagt hull for titanskruer og der kan kirurgen være med og bestemme plasseringen. Da er den klar til å skrives ut.
Skriver ut med PEEK
Implantatet skrives ut i en 3D-printer fra Apium, modell M220, som er beregnet for utskrift av medisinske produkter som krever et sterilt miljø. Det er en printer som skriver ut i termoplasten PEEK med filamenter fra Evonik, et velprøvd materiale i disse sammenhengene.
– Implantatet trykkes ved høy temperatur, det er cirka 450 grader i dysen og 250 grader i kammeret, sier Einar Heiberg Brandt.
Når utskriften er fullført, fjernes støttestrukturer og noe enklere etterbehandling kan være nødvendig, for eksempel å file ned skarpe kanter. Før operasjonen steriliseres implantatet.
Metoden er utviklet over et par år og er en del av en større studie som skal vare i minst 1,5 år til. Den første operasjonen med et 3D-printet hodeskalleimplantat er nylig utført. Dette var en kvinne i 40-årene som hadde skadet hodeskallen i en ulykke. Forskerne beskriver operasjonen som vellykket. Totalt har studien tillatelse til å operere inn 3D-printede implantater på 40 personer.
Redusert risiko for infeksjon
Håpet er at metoden skal gjøre at operasjonene går raskere og at risikoen for infeksjoner reduseres. Dette skyldes at de 3D-printede implantatene har en bedre passform.
– Det vi ønsker å undersøke i studien er om vi kan korte ned tiden fra pakken med implantatet åpnes til de opereres og huden lukkes. Jo kortere tid, jo mindre risiko for infeksjoner, sier Peter Siesjö, overlege i nevrokirurgi og smerterehabilitering ved Skåne universitetssykehus og professor ved Lunds universitet.
På sikt håper man også å kunne utvikle metoden videre, spesielt på materialsiden.
– For tiden bruker vi plast, men i fremtiden håper vi å kunne trykke med andre materialer som er biokompatible og ligner mer på menneskelig vev, sier Peter Siesjö.
Uklart regelverk
Kunnskapen og teknologien for utskrift ved sykehuset finnes altså allerede. Selve designprosessen tar omtrent en halvtime og implantatet kan skrives ut over natten. Det er imidlertid noen byråkratiske hindringer. Når det er et medisinsk teknologiselskap som produserer implantatet, gjelder visse regler, nøyaktig hva som gjelder for sykehusene når det gjelder egenproduserte implantater er fortsatt uklart.
– Det som er vanskelig er ikke designet eller selve trykkeprosessen, det er regelverket. Hva kan vi egentlig gjøre på et sykehus? Er det mulig å gjøre det klinisk til en rutine? Det håper vi å kunne få svar på, sier Einar Heiberg Brandt.
