3D-trykte implantater for defektrekonstruksjon hos pasienter med brystveggsvulster

En pasient med en tumorlesjon i brystveggen gjennomgår CT-skanning med en trinnbredde på mindre enn 1 mm, deretter designer ingeniører en individuell modell for å erstatte defekten. Ved hjelp av en 3D-printer lages en modell basert på pasientens antropometriske data.

Produksjonen foregår ved 3D-printing på et titanlegeringspulver sertifisert for produksjon av medisinske implantater. Teknologien som brukes er en type SLS (Selective Laser Sintering) -teknologi, lag-for-lag lasersmelting av metall-pulversammensetninger. Utskriftsprosessen begynner med å dele den digitale 3D-modellen av produktet i lag med en tykkelse på 20 til 100 mikron for å lage et 2D-bilde av hvert lag av produktet (seksjon). Bransjestandardformatet er STL (Stereolithography) fil. Denne filen går inn i en spesiell maskinprogramvare, hvor informasjonen analyseres og sammenlignes med maskinens tekniske muligheter. Basert på dataene som er oppnådd, lanseres en produksjonssyklus av konstruksjon, bestående av mange sykluser med å bygge individuelle lag av produktet.

Syklusen for å konstruere et lag (seksjon) består av typiske operasjoner:

• påføre et lag med pulver av en gitt tykkelse på konstruksjonsplaten;
• skanning med en laserstråle av seksjonen av produktlaget. Laserstrålen er en varmekilde, under påvirkning av hvilken partiklene av materialet er sintret langs profilen til modellens seksjon;
• senking av plattformen i dybden av konstruksjonsbrønnen med en mengde som tilsvarer tykkelsen på konstruksjonslaget.

Prosessen med å bygge produkter foregår i SLM-kammeret (Selective Laser Melting) på maskinen, fylt med en inert gass argon. Etter konstruksjon fjernes produktet fra skriverkammeret og sendes til varmebehandling, gløding, for å avlaste indre påkjenninger og forbedre mekaniske egenskaper. Etter gløding skilles produktet fra plattformen og gjennomgår etterbehandling, som kombinerer ulike typer maskinering. De siste stadiene av den teknologiske prosessen er produktrengjøring og teknisk kvalitetskontroll.

Preoperativ forberedelse tar i gjennomsnitt 14-21 dager. Neste trinn er kirurgisk behandling i mengden reseksjon av brystveggen med plastisk defekt med et individuelt titanimplantat. I alle tilfeller er titanrammeverket atskilt fra pleurahulen med en syntetisk polyester (Dacron) plate for å forsegle og forhindre utvikling av lungebrokk. Fordelene med individuelle titanimplantater inkluderer nøyaktig tilpasning av implantatet til størrelsen og egenskapene til defekten, individuell modellering lar deg gjenta de anatomiske egenskapene til pasienten. Denne metoden bidrar til å gjenskape den opprinnelige formen på brystet, og viktigst av alt, symmetrisk, relativt sunn halvdel. Ved hjelp av titan lages individualiserte proteser basert på 3D-modellering, som vil redusere forekomsten av komplikasjoner, akselerere rehabilitering og forbedre livskvaliteten til pasienter med tumorlesjoner i brystveggen. Den postoperative perioden tar 15-30 dager.