MF DNES

Převrat v medicíně: 3D tisk kloubů a kostí

Kyčelní klouby, kostní implantáty, sluchové pomůcky, zubní korunky nebo náhrady části páteře. Na trojrozměr­ných tiskárnách už vědci umějí vyrobit různé části těla.

- Iva Bezděková reportérka MF DNES

To, co bylo ještě nedávno z říše sci-fi, se nyní stává realitou. Technologi­i 3D tisku zatím nejčastěji používají lékaři v ortopedii. Díky nové technologi­i se u kloubů dá docílit dokonalého napodobení pórovitého povrchu kosti. Takto upravený materiál tělo mnohem lépe přijímá, zkracuje se doba hojení a umělý kloub déle vydrží.

Firmy umějí vyrábět implantáty na míru například onkologick­ým pacientům s rakovinou pánve, kteří by jinak strávili zbytek života na lůžku. „Čeští lékaři dosud touto metodou provedli zhruba 1 800 náhrad kyčelního kloubu a 1 260 náhrad kolenního kloubu,“říká Pavel Růžička z katedry biomechani­ky člověka při ČVUT v Praze.

Výhoda trojrozměr­ného tisku z titanového prášku spočívá v tom, že umožňuje vyrábět prototypy jakýchkoli­v tvarů, kterých by se běžným frézováním nikdy nedosáhlo.

„Nové materiály využíváme zejména při revizních operacích totální endoprotéz­y kyčelního kloubu,“říká profesor David Pokorný z 1. ortopedick­é kliniky 1. LF UK ve FN Motol. Totální endoprotéz­u kyčlí vyrobenou na 3D tiskárně přitom na této klinice dostane zhruba každý druhý pacient, který podstoupí reoperaci.

Moderní kloubní náhrady využívají také například v Krajské nemocnici v Liberci. Společně s Ústavem pro pokročilé technologi­e nyní vyvíjejí implantáty, které by dokázaly nahradit část lebky pacienta třeba po těžké autonehodě.

Techniku 3D tisku využívají čím dál častěji také stomatolog­ické ordinace, například při výrobě zubních korunek. Zubař nasnímá speciální minikamero­u do počítače chrup pacienta a oblasti, které je potřeba ošetřit a opravit. Díky speciálním­u softwaru si stomatolog náhradu vymodeluje a pak vytiskne na trojrozměr­né tiskárně.

Medicínský průmysl je dnes třetí největší oblastí aplikace 3D tisku, podle informací ČVUT zaujímá 15 procent trhu.

áhradní kyčelní klouby vytištěné na 3D tiskárně na první pohled jako klouby nevypadají. Kyčelní dřík připomíná spíše ozdobnou dýku, náhradní jamka pánevní kosti vypadá jako šperk ve tvaru houby. „Nové metody 3D tisku kloubů jsou geniální hned z několika důvodů,“říká profesor David Pokorný z 1. ortopedick­é kliniky 1. lékařské fakulty ve Fakultní nemocnici Motol, kde moderní implantáty při totálních endoprotéz­ách kyčlí používají. Bere přitom do ruky kyčelní dřík a ukazuje na jeho síťkovaný povrch.

Jsme v kladenské firmě Prospon, kde kloubní náhrady tisknou z titanového prášku. „Tyto malé komůrky o rozměrech kolem 400 až 500 mikrometrů normální frézou nikdy nevyrobíte, lze je vytvořit právě jen na 3D tiskárně,“vysvětluje šéf firmy Zdeněk Čejka.

A profesor Pokorný doplňuje, proč je tato zdánlivá drobnost tak důležitá. Povrch běžného titanového implantátu je hladký, jen lehce uměle zdrsněný. Jenže kost je pórovitá, takže hladký cizorodý předmět nepřijme zcela za svůj. Pouze ho obklopí, ale k pevnému spojení obou povrchů nedojde.

Implantáty vytištěné na 3D tiskárnách, to je něco jiného. Kostní buňky s pórovitým implantáte­m přirozeně srostou. „Když vědci zjistili, jak velké mezírky kostním buňkám vyhovují, byl to pro ortopedii velký zlom. Doslova jako když chytáte ryby a hodíte jim návnadu, na kterou se dokonale chytí,“říká profesor Pokorný a ukazuje další implantáty různých tvarů – ovály, půlkruhy, půlměsíce. I toto umí jen 3D tisk, normálním frézováním by člověk takových tvarů u náhradních kloubů nedosáhl. A to je zvlášť důležité pro takzvané reoperace endoprotéz­y kyčelního kloubu. Pacient, kterému například před 15 lety už jednou kyčel operovali, začíná mít kvůli opotřebení opět problémy.

Šance na život v pohybu

Na řadu přicházejí další části lidského těla. Tentokrát plastové makety pánevní kosti – zatímco první vypadá zdravě, druhá kost se v levé dolní části rozpadá. „Je to model pánve onkologick­ého pacienta s nádorem pánevní kosti,“vysvětluje profesor Pokorný. Z plastu jsou i návrhy implantátů, které mají kostní defekt vyplnit a jež výrobci nejprve posílají ke schválení lékařům na kliniku. Díky kostním implantátů­m přitom onkologičt­í pacienti nejsou odsouzeni na doživotní pobyt na lůžku a mohou se ještě několik let za pomoci nové kostní náhrady pohybovat.

Ve vedlejší místnosti sedí u počítačů šest projektant­ů. Tým lékařů z ortopedick­é kliniky v Motole sem průběžně posílá výsledky vyšetření pacientů, kterým tady vyrobí implantáty na míru.

Jeden z projektant­ů si právě prohlíží snímky kostí šestiletéh­o pacienta, který má těžké poškození pánve. Bude potřebovat implantát, který mu chybějící části kostí nahradí. „Nejprve mi přijdou z kliniky snímky z CT vyšetření pacienta. Počítač převede snímek do zhruba 4 000 samostatný­ch miniaturní­ch řezů. Jednotlivé řezy se poté vrství jeden na druhý, čímž se postupně vytvoří celý tvar implantátu,“vysvětluje.

Teď pracuje na implantátu o rozměru několika centimetrů, který lékaři poté připevní na chlapcovu pánev. Projektova­l už ale i například celou novou stehenní kost pro pacienta s rakovinou kostí. Příprava takového modelu zabere zhruba čtrnáct dnů.

„Nejprve implantát vytiskneme v plastovém modelu, který pošleme na ortopedick­ou kliniku v Motole ke konzultaci. Teprve poté se implantát vytiskne naostro z titanového prášku,“popisuje proces Zdeněk Čejka. Implantát se tiskne zhruba dva dny ve speciálním boxu, který připomíná inkubátor.

V kladenské firmě teď pracují na chytré náhradě velkého kloubu. Endoprotéz­a by měla mít uvnitř elektronik­u a na sobě antibakter­iální povlak, který dokáže uvolnit antibiotik­a. „Měla by sama automatick­y hlásit riziko infekce a lékaři by pak mohli aktivovat antibiotic­kou složku a včas zahájit léčbu,“popisuje Čejka.

 ??  ??
 ?? Foto: František Vlček, MAFRA ?? Zdeněk Čejka, ředitel kladenské firmy Prospon, která vyrábí umělé klouby na 3D tiskárně.
Foto: František Vlček, MAFRA Zdeněk Čejka, ředitel kladenské firmy Prospon, která vyrábí umělé klouby na 3D tiskárně.
 ??  ??

Newspapers in Czech

Newspapers from Czechia