Implanty kosteczek słuchowych z The Form 2

Szkoła Medyczna Uniwersytetu w Maryland na tegorocznej konferencji RSNA zaprezentowała jak z pomocą tomografii komputerowej oraz druku 3D stworzyć precyzyjne, idealnie pasujące protezy kosteczek słuchowych.

Wszystkie dźwięki z naszego otoczenia jakie słyszymy przechodzą taką samą drogę: od przewodu słuchowego zewnętrznego, przez błonę bębenkową i ucho środkowe, po ślimak, który jest wypełniony receptorami. W uchu środkowym obecny jest skomplikowany układ złożony z najmniejszych – mierzących po kilka milimetrów –  kości w naszym ciele: młoteczka, kowadełka i strzemiączka. Funkcją tego układu jest przeniesienie drgań błony bębenkowej na okienko owalne ślimaka z jednoczesnym wzmocnieniem słyszanych dźwięków.

Niektóre choroby ucha środkowego, jak przewlekły stan zapalny, ale również i urazy czy wady wrodzone mogą być przyczyną zaburzenia idealnego, pozwalającego dobrze słyszeć, układu kosteczek. Wówczas wystąpić może niedosłuch przewodzeniowy.  Ossikuloplastyka, czyli operacje na przywracające ciągłość i funkcję łańcucha kosteczek, jest niezwykle trudną dziedziną, nie tylko ze względu na wymiary kosteczek, ale i specyficzny ich układ i ruchomość względem siebie mające ogromne znaczenie dla słuchu. Bywa, że potrzebny jest implant kosteczki. Wówczas możemy odpowiednio przyciąć materiał pobrany na przykład z chrząstki ucha pacjenta, dopasować sztuczną protezę, ewentualnie użyć przeszczepu od zmarłego.

Ten ostatni sposób jest wykorzystywany niechętnie, ze względu na ryzyko przeniesienia niektórych chorób. Jednak nie zawsze wykorzystanie chrząstki lub kości pacjenta jest możliwe, protezy zaś, niestety, do tej pory nie mogły być idealnie dopasowywane do warunków anatomicznych pacjenta i – co za tym idzie – nie gwarantują poprawy słuchu. Operacje ossikuloplastyczne obarczone są w związku z tym dużym procentem niepowodzeń.

Uniwersytet w Maryland wyszedł na przeciw potrzebie personalizacji implantów. Z użyciem tomografii komputerowej badacze stworzyli wirtualny model protezy, którą następnie wydrukowali z wykorzystaniem metody technologii SLA na drukarce 3D The Form 2 od Formlabs.  Implanty same w sobie są tak małe, że aby ich nie zgubić i możliwe było ich oznaczenie, musiały być wyposażone w odłamywalne stelaże. Na potrzeby badania pobrano kowadełka, znajdujące się w środku łańcucha kostnego, od trzech – martwych już – pacjentów.  Następnie stworzono trzy protezy, każda na podstawie badań obrazowych jednego denata. Poproszeni o pomoc chirurdzy mieli za zadanie dobrać najbardziej odpowiedni dla danego pacjenta implant – jak się okazało, faktycznie dobierali implanty stworzone na podstawie badań obrazowych odpowiednich osób.

Dwie główne tezy badania zostały potwierdzone: obrazowanie TK wystarcza do opracowania szczegółowego modelu, zaś druk 3D pozwala na osiągnięcie dostatecznej jakości produktu końcowego. Nie jest to jednak jeszcze koniec. Kolejnym krokiem będzie wykorzystanie biodruku 3D do stworzenia protezy z materiałów biokompatybilnych, by móc przetestować spersonalizowany implant i ocenić jego skuteczność u żywego człowieka. Niewykluczone jest też pójście krok dalej i stworzenie zaledwie stelażu, w który mogłyby wrosnąć kościotwórcze komórki pacjenta.

Źródło: publikacja źródłowa  via 3dprint.com