Het UMC Utrecht heeft een blauwdruk ontwikkeld voor het op maat ontwikkelen en printen van implantaten voor mensen met risico op een dwarslaesie. Het academisch ziekenhuis heeft zelf inmiddels twee mensen voorzien van een dergelijk implantaat. De op basis hiervan gemaakte blauwdruk moet andere ziekenhuizen helpen om dezelfde behandeling uit te voeren zonder alle juridische rompslomp. De behandeling en de blauwdruk zijn op 23 juli gepubliceerd in ‘The Lancet’.
De geholpen patiënten zijn een 16-jarige jongen en een vrouw van eind zestig. Zij kunnen zich weer vrijelijk bewegen dankzij een op maat geprint, titanium implantaat dat de wervels ondersteunt. De behandeling is ontwikkeld door een team van ingenieurs, chirurgen en wetenschappers deze behandeling ontwikkeld, vertelt Koen Willemsen - arts en 3D-print-specialist in het UMC Utrecht. In de Volkskrant staat een interview met onder meer de 16-jarige jongen, Rick Duwel, en Thomas Maal, hoogleraar 3D-technologie in de gezondheidszorg aan het Radboudumc in Nijmegen.
Noodoplossing niet voor lange termijn
Duwel meldde zich in 2016 bij de spoedeisende hulp van het UMC Utrecht. Neurofibromatose, een ziekte waarbij goedaardige gezwellen rond de wervelkolom kunnen ontstaan, had bij hem tot enorme instabiele misvorming van de wervelkolom geleid. Ondanks versteviging van zijn wervelkolom met twee stangen achter zijn ruggenwervels zakte zijn wervelkolom naar voren, tot de rug dubbelklapte. Een noodoplossing om een volledige dwarslaesie te voorkomen was een halo-tractie. Zo’n stalen band om het hoofd die de rug min of meer recht trekt, om de zenuwen van het ruggenmerg te ontlasten was voor de lange termijn natuurlijk geen oplossing, aldus behandelend orthopeed Moyo Kruyt.
Volgens Kruyt was versteviging aan de achterzijde alleen voor de lange termijn kansloos omdat de van Duwel aan de voorzijde volledig zijn verdwenen. Stabilisatie aan de voorkant leek onmogelijk doordat daar geen ruimte was voor gewone staven en schroeven. Daarom kwam het zich steeds verder ontwikkelende fenomeen van 3D-printing om de hoek kijken. In de zorg wordt 3D-printing steeds vaker ingezet ter voorbereiding van operaties, maar voor implantaten op maat nog niet zo vaak. Een team van chirurgen en ingenieurs uit het UMC Utrecht vond volgens Koen Willemsen uiteindelijk een oplossing: een 3D-printer die op basis van titanium een passende wervelkolom ondersteuning maakte.
Implantaat laat bot ingroeien
Een groot voordeel van metaal printen is volgens chirurg Kruyt, de mogelijkheid om een geleidelijke overgang te maken van poreus naar massief, van een sponsachtig implantaat naar een solide staaf. Aan het uiteinde van de constructie die artsen en ingenieurs voor Rick Duwel ontwikkelden, zitten minuscule gaatjes. "Rick moest er de rest van zijn leven op kunnen lopen", aldus Kruyt in de Volkskrant. "Daarom moest het implantaat zo poreus zijn dat het bot kon ingroeien in het implantaat. Als je iets vastmaakt zonder ingroei, dan woelt het ijzer zich los."
Uitgebreide testen moesten de veiligheid van de benodigde ingreep bepalen, vertelt Willemsen. “Zo hebben we een eerste ontwerp proefgeplaatst in een aan de wetenschap gedoneerd lichaam om de optimale vorm te testen. Een heel ander aspect is de regulering rondom dit soort implantaten. We plozen het hele proces van regelgeving uit, om er zeker van te zijn dat we niks over het hoofd zagen en deze behandeling binnen alle richtlijnen past. Dit hele proces duurde zes maanden.”
Ondanks de ingewikkelde procedure verliep de ingreep zelf volgens Kruyt voorspoedig. “Als orthopeed ben ik gewend implantaten steeds te moeten bijbuigen en vormen tot het past, maar dit 3D-geprinte implantaat paste als een sleutel in een slot. Met vooraf geplande schroeven was het daarna eenvoudig te bevestigen. Het was heel bijzonder om te zien hoe deze jongen nu zonder zijn haloring lopend het ziekenhuis verliet en uiteindelijk ook weer naar school kon. Vanwege zijn ziekte zien we hem regelmatig terug en het gaat goed met hem. Zonder deze ingrepen was hij hoogstwaarschijnlijk definitief in een rolstoel beland.”
Snellere procedure door blauwdruk
Bij een tweede patiënt, een vrouw van eind zestig, duurde dankzij het bestaan van de blauwdruk de procedure slechts zes weken. Bij haar had het zeldzame vanishing bone disease (waarbij delen van het bot langzaam verdwijnen) vooral impact op de nekwervels, waardoor zij bij de overgang van nekwervels naar borstwervels helemaal inzakte. Bij eerdere operaties was een standaard constructie gebruikt waarvan de stabilisatie uiteindelijk faalde. Ook hier werd een halo-tractie als noodingreep gebruikt.
De operatie was nu relatief gezien een invuloefening. Het team voor het ontwerp van het 3D-implantaat kwam weer bij elkaar terwijl de chirurgen de exacte positie bepaalden. Willemsen hierover: “Omdat we de blauwdruk van de vorige keer nauwkeurig hadden uitgewerkt wisten we dat de methode binnen de richtlijnen viel. Het was niet nodig om alles opnieuw uit te zoeken waardoor het proces nu veel korter was: zes weken. Ook zij heeft nu een 3D-geprinte titanium-ondersteuning. En ze kan weer alles. Zonder deze ingreep was ze gehandicapt gebleven.”
Willemsen weet niet hoeveel patiënten geholpen kunnen worden. “Op dit moment gaat het nog om patiënten met heel specifieke aandoeningen. Het is een toevoeging aan de bestaande mogelijkheden die vaak niet toereikend zijn. Maar door de ervaring die we opdoen wordt het toepassingsgebied steeds groter en zou het heel goed kunnen dat 3D geprinte implantaten voor veel aandoeningen de eerste keuze gaan worden.”
Steeds meer mogelijk met 3D-printing
Volgens Thomas Maal, hoogleraar 3D-technologie in de gezondheidszorg, wordt er met 3D-printing steeds meer mogelijk. Delen van de onderkaak, chirurgische hulpmiddelen, hartkleppen, heupprotheses, ontbrekende stukjes schedel, botimplantaten waarop mensen een hun beenprothese kunnen klikken, komen al uit de printer. "Ook voor problemen aan de wervelkolom zijn al eerder 3D-geprinte implantaten gebruikt", vertelt Maal in de Volkskrant, "maar deze variant nog nooit. Dit is weer een innovatieve stap in de ontwikkeling van patiëntspecifieke implantaten."
