3D-tryckta implantat för defektrekonstruktion hos patienter med tumörer i bröstväggen

En patient med en tumörskada i bröstväggen genomgår CT-skanning med en stegbredd på mindre än 1 mm, sedan designar ingenjörer en individuell modell för att ersätta defekten. Med hjälp av en 3D-skrivare görs en modell baserad på patientens antropometriska data.

Tillverkning sker genom 3D-utskrift på ett titanlegeringspulver som är certifierat för tillverkning av medicinska implantat. Tekniken som används är en typ av SLS (Selective Laser Sintering) -teknologi, lager-för-lager lasersmältning av metall-pulverkompositioner. Tryckprocessen börjar med att dela upp den digitala 3D-modellen av produkten i lager med en tjocklek på 20 till 100 mikron för att skapa en 2D-bild av varje lager av produkten (sektion). Branschstandardformatet är STL (Stereolithography) fil. Denna fil går in i en speciell maskinmjukvara, där informationen analyseras och jämförs med maskinens tekniska kapacitet. Baserat på de erhållna uppgifterna lanseras en produktionscykel av konstruktion, bestående av många cykler för att bygga individuella lager av produkten.

Cykeln för att konstruera ett lager (sektion) består av typiska operationer:

• applicering av ett lager av pulver av en given tjocklek på konstruktionsplattan;
• avsökning med en laserstråle av sektionen av produktskiktet. Laserstrålen är en värmekälla, under påverkan av vilken materialets partiklar sintras längs profilen av modellens sektion;
• sänkning av plattformen i djupet av konstruktionsbrunnen med en mängd som motsvarar konstruktionsskiktets tjocklek.

Processen att bygga produkter äger rum i maskinens SLM-kammare (Selective Laser Melting), fylld med en inert gas argon. Efter konstruktion tas produkten bort från skrivarkammaren och skickas för värmebehandling, glödgning, för att lindra inre spänningar och förbättra de mekaniska egenskaperna. Efter glödgning separeras produkten från plattformen och genomgår efterbehandling, som kombinerar olika typer av bearbetning. De sista stegen i den tekniska processen är produktrengöring och teknisk kvalitetskontroll.

Preoperativ förberedelse tar i genomsnitt 14-21 dagar. Nästa steg är kirurgisk behandling i mängden resektion av bröstväggen med plastisk defekt med ett individuellt titanimplantat. I samtliga fall är titanramverket separerat från pleurahålan av en syntetisk polyester (Dacron) platta för att täta och förhindra utvecklingen av lungbråck. Fördelarna med individuella titanimplantat inkluderar exakt matchning av implantatet till storleken och egenskaperna hos defekten, individuell modellering gör att du kan upprepa patientens anatomiska egenskaper. Denna metod hjälper till att återskapa den ursprungliga formen på bröstet, och viktigast av allt, symmetrisk, relativt frisk halva. Med hjälp av titan tillverkas individualiserade proteser baserade på 3D-modellering, vilket kommer att minska förekomsten av komplikationer, påskynda rehabiliteringen och förbättra livskvaliteten för patienter med tumörskador i bröstväggen. Den postoperativa perioden tar 15-30 dagar.