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Die Zukunft der orthopädischen Chirurgie und Fortschritte für Patienten, die mit den Auswirkungen von Arthritis, Frakturen und anderen Erkrankungen des Bewegungsapparates umgehen, sind von ständigem Interesse. Von Stammzellen bis hin zu Gelenkersatz sind Chirurgen und Patienten gleichermaßen daran interessiert, was der nächste Fortschritt um die Ecke sein könnte.Einer der Bereiche von jüngstem Interesse war die Entwicklung von Werkzeugen und Implantaten, die maßgeschneidert und patientenspezifisch sind. Die Hoffnung ist, dass orthopädische Eingriffe durch die Möglichkeit, individuellere Implantate zu entwerfen, besser angepasst und für Menschen, die sich einem chirurgischen Eingriff unterziehen müssen, weniger auffällig sind.
Herstellung von Implantaten
Die Gesundheitsbranche ist stark auf die Herstellung angewiesen, um die verschiedenen Produkte zu liefern, die in der gesamten Ärzteschaft verwendet werden. Orthopäden verlassen sich stark auf hergestellte Produkte, und Entwicklungen in der Herstellung haben die Orthopädie auf vielfältige Weise revolutioniert. Von der nicht-chirurgischen Behandlung von Sportverletzungen, die mit benutzerdefinierten Zahnspangen aus Kohlefaser behandelt wurden, bis zur chirurgischen Rekonstruktion deformierter Gliedmaßen verwenden orthopädische Chirurgen viele verschiedene Materialien und Produkte, um ihren Patienten zu helfen.
Immer wenn es Fortschritte in der Fertigung gibt, sind orthopädische Chirurgen wahrscheinlich daran interessiert, wie sich dies auf ihre Arbeit auswirken könnte. Eine der jüngsten Änderungen in der Fertigung ist die Weiterentwicklung der 3D-Drucktechnologie. Der dreidimensionale Druck hat die Art und Weise verändert, wie viele Branchen Produkte herstellen. Die Gesundheitsbranche ist nicht anders, und viele Anwendungen der 3D-Technologie werden hergestellt, um verschiedenen Gesundheitsbedürfnissen gerecht zu werden. In der orthopädischen Chirurgie, einer medizinischen Spezialität, die sich stark auf implantierbare Geräte stützt, war die 3D-Drucktechnologie ein Bereich von großem Interesse.
3d Drucken
Der Hauptunterschied bei der dreidimensionalen Fertigung besteht darin, dass dies ein sogenannter "additiver Fertigungsprozess" ist. Dies bedeutet, dass Implantate hergestellt werden, indem Material Schicht für Schicht hinzugefügt wird, um ein dreidimensionales Produkt zu erstellen. Dies unterscheidet sich von einem "subtraktiven" Prozess, bei dem ein Materialblock in die gewünschte Form gebracht wird. Additive Fertigung gibt es schon seit einigen Jahren und in vielen Branchen, ist aber für die Gesundheitsbranche relativ neu.
Orthopädische Implantate werden traditionell in mehreren verschiedenen Größen hergestellt. Wenn Sie beispielsweise einen Hüftersatz erhalten würden, ähnlich wie wenn Sie in ein Schuhgeschäft gehen und verschiedene Größen von Standardschuhen anprobieren würden, hätte Ihr Orthopäde eine Vielzahl von Optionen für Hüftimplantate, die für die meisten Menschen geeignet sind. Während diese Implantate oft gut funktionieren, gibt es Einschränkungen in der Anzahl der Größen, und einige Menschen haben eine Anatomie, die einer bestimmten Standardgröße nicht gut entspricht.
In der orthopädischen Chirurgie wurde der dreidimensionale Druck für eine Reihe verschiedener Anwendungen verwendet. Zum Beispiel wurden Gelenkersatzimplantate kundenspezifisch hergestellt. Einige dieser Implantate wurden bei üblichen chirurgischen Eingriffen wie Hüft- und Knieersatzoperationen eingesetzt. Darüber hinaus wurden Wirbelsäulenimplantate durch dreidimensionale additive Fertigung entwickelt. Eine weitere Anwendung war das Design patientenspezifischer Instrumente. In dieser Situation sind die tatsächlich verwendeten Implantate Standardgrößen, aber die Instrumente, die Ihr Chirurg zur Vorbereitung des Implantats verwendet, sind kundenspezifisch. Schließlich wurde die additive Fertigung für das Design komplexer Implantate verwendet, die bei schweren Deformitäten, Tumoroperationen und Situationen eingesetzt werden, in denen keine Standardimplantate für komplexe rekonstruktive Operationen verfügbar sind.
Kundenspezifische Implantate
Viele Patienten interessieren sich für kundenspezifische Implantate. Sie möchten sicherstellen, dass die zum Zeitpunkt des Gelenkersatzes verwendeten Implantate perfekt auf ihren Körper abgestimmt sind. Gegenwärtig ist es für einen Chirurgen sehr ungewöhnlich, tatsächlich einen maßgeschneiderten Gelenkersatz zu implantieren. Wenn Menschen über benutzerdefinierte Implantate sprechen, wird normalerweise ein Standardimplantat eingesetzt, und ein benutzerdefinierter Schnitt wird für ihre spezifische Anatomie entwickelt. Kundenspezifische Gelenkersatzteile, bei denen die Implantate tatsächlich speziell für einen einzelnen Patienten entwickelt wurden, sind derzeit kein standardmäßiger chirurgischer Eingriff.
Der potenzielle Vorteil eines echten kundenspezifischen Implantats, bei dem die implantierte Prothese speziell für einen einzelnen Patienten entwickelt wurde, ist die Fähigkeit, die normale Mechanik eines Gelenks nachzubilden. Unter bestimmten Umständen kann ein Implantat in Standardgröße etwas zu lang, etwas zu kurz, etwas zu breit oder etwas zu schmal sein. Bei den meisten Menschen kann Ihr Chirurg die subtilen Abweichungen ausgleichen, aber es gibt Situationen, in denen Menschen eine ungewöhnliche Anatomie haben und sich möglicherweise nur schwer an Standardimplantate anpassen lassen. Durch ein benutzerdefiniertes Implantatdesign kann Ihr Chirurg diese Variablen besser kontrollieren.
An Knochen festhalten
Der andere Aspekt der additiven Fertigung, der für Ihren Chirurgen von Interesse ist, ist die Fähigkeit, Implantate zu entwerfen, die gut am umgebenden Knochen haften. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, ein Implantat am Knochen zu befestigen. Die Verwendung von Schrauben und Drähten wird normalerweise für die Frakturbehandlung verwendet, bei der das Implantat nur so lange halten muss, bis die Fraktur verheilt ist. Die Verwendung von Knochenzement ist üblich, aber die Verwendung hat abgenommen. Während dies eine effektive Methode zur Sicherung eines Implantats ist, gibt es Bedenken, dass sich Implantate im Laufe der Zeit lösen. Eine der besten Möglichkeiten, ein Implantat am Knochen zu befestigen, ist die Verwendung von Implantaten mit einer porösen Beschichtung, in die der Knochen im Laufe der Zeit hineinwachsen kann.
Porös beschichtete Implantate werden häufig in der Gelenkersatzchirurgie verwendet, aber nicht alle Implantate können einfach mit einer porösen Beschichtung konstruiert werden. Das dreidimensionale Drucken hat das Aufbringen einer porösen Beschichtung auf eine Vielzahl von geometrischen Oberflächen ermöglicht.
Ein Wort von Verywell
Die Zukunft der Orthopädie wird zweifellos ganz anders aussehen als heute. Einer der spannenderen Bereiche ist die Entwicklung neuer Technologien zur Herstellung orthopädischer Implantate. Der dreidimensionale Druck ist eine Technologie, mit der kundenspezifische orthopädische Implantate entworfen werden, die derzeit für komplexe rekonstruktive Operationen verwendet werden. Im Laufe der Zeit kann die Verwendung des dreidimensionalen Drucks häufiger und allgemeiner für orthopädische Standardoperationen eingesetzt werden.