Artsen brengen succesvol 3d-geprinte prothese voor borstkas in

Artsen zijn erin geslaagd om een op maat gemaakte borstprothese van titanium in te brengen bij een levende patiënt in Spanje. De 54-jarige man kampte met een tumor rond zijn borstkas. Hij herstelde goed.

De artsen besloten de prothese op maat te maken, omdat het door de complexiteit van de borstkas lastig zou zijn om een generiek hulpstuk te plaatsen. Ze lieten de prothese maken door het Australische Anatomics, dat daarvoor de data van een ct-scan gebruikte en een 3d-printer inzette.

De prothese is bijzonder. Het is namelijk de eerste keer dat wetenschappers erin zijn geslaagd een titanium hulpstuk in te brengen dat past bij de anatomie van de borstkas. Hierdoor laat de prothese minder snel los in vergelijking met reguliere titanium platen, die normaliter worden ingebracht.

De patiënt kreeg de prothese ingebracht bij het Spaanse Salamanca University Hospital. Volgens de Australische Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, die betrokken was bij de fabricage van het hulpstuk, maakt de man het inmiddels goed. Na twaalf dagen werd hij uit het ziekenhuis ontslagen.

Helaas!
De video die je probeert te bekijken is niet langer beschikbaar op Tweakers.net.

Reacties (30)

[Verwijderd]

Kon deze niet bewegen of juist wel? Een niet bewegende borstkast lijkt mij juist erg benauwend.

[tijnvw]

Goede vraag; ik kan nergens op de bronpagina's vinden dat hij wél kan bewegen, maar medisch gezien is dit ook niet noodzakelijk.
Adem halen kan op twee manieren:
- borstkas vergroten door ribben naar voren/boven te bewegen, met behulp van je hulpademhalingsspieren (probeer maar eens heel diep in te ademen). Om dit te kunnen doen, zijn er kleine gewrichtjes die je ribben verbinden met je ruggenwervels, en wordt de verbinding tussen ribben en borstbeen gevormd uit flexibel kraakbeen.
- middenrif naar beneden. hierdoor vergroot de inhoud van je borstkas ook. De benodigde ruimte gaat ten koste van je buikholte (zie komt ook wat naar voren). In rust adem je in gezonde toestand uitsluitend op deze laatste manier.
Pas bij een verhoogde zuurstofbehoefte ga je gebruik maken van je hulpademhalingsspieren, en moeten je borstbeen en ribben dus beweeglijk zijn. Deze meneer heeft dus het geluk dat hij zijn kanker (hopelijk) overleeft. Een paar trappen achter elkaar rennen, gaat dus wel lastiger worden maar hier zijn vast een paar goede gesprekken over gevoerd

[Anand]

Mwoa volgens mij vergroot de borstkas bij alle soorten ademhaling.

Maar het uitzetten berust inderdaad op beweeglijkheid op verschillende plekken: wervel-rib / rib - kraakbeen / kraakbeen - kraakbeen / kraakbeen - borstbeen. Dat zijn zo om en nabij de 50+ verbindingen.

Die eventuele acht fixaties vallen in aantal dus wel mee.

[Reactie gewijzigd door Anand op 22 juli 2024 15:29]

[erikieperikie]

Inderdaard, wat je zegt. De borstkas vergroot sowieso, anders kan het volume er niet instromen. Dat stromen gebeurt echter t.g.v. een negatieve of positieve druk t.o.v. de omgevingsdruk in de borstholte. Negatieve druk t.o.v. buiten en open ademwegen leiden tot een stroming van lucht naar binnen. Die lucht neemt ruimte in en de bortkas zet uit. Het helpt hierbij dat je ribben van nature naar boven/buiten willen bewegen, als een gespannen veer, maar ze worden door het borstbeen bij elkaar gehouden. Inademen is dus efficient, want je hoeft geen grote kracht te zetten om een normale ademteug naar binnen te doen.

De onderdruk wordt bij zo'n normale teug door het diafragma (middenrif) geproduceerd. Doordat deze samentrekt en daarmee aan de onderkant van de borstholte trekt, onstaat de onderdruk en vervolgens bij open luchtwegen (dus niet gesloten = te grote weerstand, probeer maar eens: met ‘je keel dicht’ inademen, je voelt de onderdruk in je borst en keel, maar er is geen stroming, want geen open verbinding). Luchtstroom is een gevolg van een overbrugbare weerstand en een drukverschil. Denk analoog: elektrische stroom, spanning en weerstanden.

Ga je echter diepe ademteugen nemen, bijv. bij hyperventilatie of inspanning waarbij je ademprikkel sterker wordt, dan kun je je spieren rondom je ribben (intercostaalspieren) inzetten om het vergroten en verkleinen van je borstkas te versnellen en lucht er nog harder in te zuigen (grotere onderdrukken) of uit te persen (grotere bovendrukken). Weer: druk creëert flow wanneer de weerstand te overbruggen is. Je kunt zelfs je borst-, buik- en schouderspieren gebruiken om extra krachten te zetten.

Uiteindelijk gaat het erom dat de lucht in je longblaasjes (alveoli) ververst wordt met nieuwe zuurstofrijke lucht van buiten (en net zo belangrijk: CO₂ wordt afgeblazen). Daarbij verplaats je luchtvolume en daarmee gaat je borstkas op en neer. In rust gaat bij de één nauwelijks de borstkas op en neer, maar vooral de buik uit en in, bij de ander beweegt de borstkas altijd. Dit heeft te maken met postuurverschillen, andere anatomische variaties, houding en soms met ziektebeelden (zie ook de pink puffer en blue bloater).

Over de vraag of de prothese kan bewegen: ik denk het eigenlijk wel, zie de plaatsen waar hij verbonden wordt met de natuurlijke ribben. Die plekken lijken een soort scharnier. Mogelijk is dat het niet, maar een soort houder/moer voor een schroef/bout/pin dit er doorheen komt. Echter, in het filmpje wordt gewezen op dat er op die plaatsen ‘securely’ door het bot geschroefd kan worden, waaruit ik concludeer dat het niet beweeglijk is. Misschien is het materiaal zo dun op bepaalde plaatsen, dat het onder normale lichamelijke krachten buigzaam is en meebeweegt door te vervormen. Dat doen je ribben normaliter ook een beetje (vnl. t.g.v. kraakbeengewrichten).

[Reactie gewijzigd door erikieperikie op 22 juli 2024 15:29]

[erikieperikie]

Nog een detail, maar voor medici niet onbelangrijk: het is niet je O₂-behoefte die je ademprikkel bepaalt, maar de zuurtegraad t.g.v. CO₂-concentratie in je bloed (koolzuur in de volksmond). Je bloed wordt zuurder (pH daalt) met hogere concentratie CO₂, maar gelukkig niet teveel i.v.m. de bicarbonaatbuffer. Chemoreceptoren in een aantal grote vaten en een deel van de hersenstam sturen de ademprikkel aan bij lagere pH.

Ben je dus veel zuurstof aan het verbruiken en daarmee CO₂ aan het produceren, dan wil je lichaam dat afblazen. Gevolg is dat O₂-behoefte ook verzadigd wordt (als alles goed gaat).

[Reactie gewijzigd door erikieperikie op 22 juli 2024 15:29]

[Verwijderd]

Beweegbaarheid is de enige logische reden die ik kan bedenken waarom de ribben van de prothese zo dun zijn. Maar al die kleine gaatjes in het borstbeen snap ik niet.

[dsmeef]

Ik denk dat die er zijn om titanium te besparen. Het is sterk genoeg dat die paar gaatjes weggelaten kunnen worden, dus waarom niet, scheelt toch weer wat geld en gewicht?

[djwice]

Om eerlijk te zijn ziet het oppervlak van de protese in de video er erg ruw uit. Gaat er geen wrijving ontstaan op die oneffenheden die weefselstructuren in het lichaam beschadigd?

[wcduck]

De ruwheid zorgt ervoor dat het botweefsel vergroeit met het implantaat, waardoor een betere borging wordt bewerkstelligd en de kans op loslating wordt gereduceerd.

[erikieperikie]

Nee, het moet bijzonder glad zijn van buiten. Binnenin de aanhechtingsplaatsen voor bot zitten gladde ribbels (zie video, een soort tanden als op een nijptang), maar het moet super glad gepolijst zijn. Want: een ruw oppervlak is een goede plaats voor infectiehaarden. Bacteriën kunnen er namelijk ook lekker aan vastgroeien! Je wilt dit ding steriel implanteren, maar dit is heel moeilijk te bewerkstelligen. Er zal altijd wel een beest op vallen tijdens de operatie. Het is dus zaak dat dit beest niet lekker kan groeien, maar dat het er weinig blijven, zodat de afweer het kan opruimen.

Bovendien, je wilt geen ruwe prothese die allerlei structuren van binnenuit beschadigt, bijv. je huid of longvliezen (vnl. pleura parietalis).

Het voorbeeld dat getoond wordt in de video is waarschijnlijk een demonstratiemodel, prototype of ruwe print met lage resolutie of zonder afwerking. Je ziet ook op de rechter afbeelding in het artikel een gladdere versie.

[Reactie gewijzigd door erikieperikie op 22 juli 2024 15:29]

[wcduck]

Dit is niet waar. Veel onderdelen van implantaten die vast moeten blijven zitten aan bot worden vaak juist poreus gemaakt zodat het bot erin kan groeien (osseointegration: https://en.wikipedia.org/wiki/Osseointegration). Het voorkomen van loslaten van prothesen en implantaten (zelfs met schroeven) is een van de grootste uitdagingen!
Steriliseren is inderdaad een uitdaging, maar zeker wel te doen. Vaak wordt het implantaat ook nog met antibiotica behandeld.

[Reactie gewijzigd door wcduck op 22 juli 2024 15:29]

[WillySis]

Bij de aansluiting op het bestaande bot moet de prothese ruw zijn om vast te kunnen groeien. Voor de rest van de prothese heeft men kennelijk voor een wat ruw oppervlak gekozen. Hier kunnen de tussen-rib spieren eventueel wat houvast vinden om vast te groeien. Als dat niet lukt zal het lichaam het inkapselen.
Het zal bij implanteren zeker steriel zijn, mogelijk zelfs van antibiotica voorzien. De kans op groei van bacteriën zal nihil zijn (niet groter dan bij elke andere operatie). De kans op afstoting is echter altijd aanwezig, maar wanneer het naderhand wordt ingekapseld wordt die kans een stuk kleiner.

[Nachoman]

Inderdaad. het lijkt erg glad op de foto, maar in de video enorm ruw.
Maar ze zullen het wel met een Dremel polijsten of zo?

[docBol]

Jawadde,

Ze hadden dat stuk idd wel eerst mogen zandstralen voor ze het in dat filmpje toonden.

normaal krijgt zo'n implantaat nog een nabehandeling om het proper te maken, en wat gladder te zetten.

[docBol]

Net even gecheckt,

die ruwe afwerking na het bouwens is blijkbaar typisch voor EBM

met SLM krijg ik toch een gladder resultaat

[Patrick-]

Ik vraag me af of dat ding niet breekt als de persoon bijvoorbeeld gereanimeerd moet worden of iets dergelijks, die "ribben" zien er wel erg kwetsbaar uit namelijk.

[knirfie244]

Titanium is hardstikke sterk en behoorlijk flexibel, dit zal je niet zo maar breken

Daarmaast, mag ik hopen dat één of andere werktuigbouwkundige hier de nodige berekening op losgelaten heeft...

[arnold_m]

Bij reanimatie is normaal dat er een paar ribben breken en omdat hartstilstand veel erger is, vinden artsen dat prima. Ik denk dat bij deze patiënt de natuurlijke ribben eerder zullen breken dan het implantaat.

[cederwood]

Wat een onwijs gave doorbraak! ik ben echt oprecht benieuwd wat de wereld van 3d printen ons gaat brengen, en dit soort berichten voeden mijn nieuwsgierigheid alleen maar verder

[wcduck]

Ik vraag me af of dit nu een echte doorbraak is. 3d geprinte titanium implantaten bestaan zeker al een jaar of 7. Het bedrijf is gewoon erg slim in de marketing van hun verhaal.

[Verwijderd]

Ben ik de enige hier die dat ding er wat eng uit vind zien?
Zeker als je je voorsteld dat die in je borstkas komt te zitten.....

Wat ik wel indrukwekkend vind is dat ze steeds meer kunnen met 3D printen.
Ze kunnen namelijk ook van die 3D objecten printen die je ergens in kan brengen, en vervolgens neemt het lichaam het over. Bijv. om een stuk bot terug te laten groeien.
Dat is helemaal gaaf.

[Dukey]

Denk dat de "hap" die eruit is, te groot is om terug te laten groeien binnen onafzienbare tijd.

[Zteve]

Succes met reanimeren op zo'n titanium borstkas... Prachtig dat het kan maar vraag me af hoe dit in de praktijk gaat werken...

[warhamstr]

Idd, haal er maar weer uit. Reanimeren gaat een stuk beter zonder borstkas!

[Pat-Juh]

Doet mij denken aan X-Men. Wolverine om precies te zijn.... "What if..." Wel een donders mooie vooruitgang!

[johanneslol]

Prachtig ! Gisteren toevallig in mijn school in Zwolle allerlei 3D printers gezien, heel indrukwekkend om te zien wat ze nu allemaal al kunnen printen ! Kan alleen nog maar beter worden !

[Whaa]

better stronger faster

http://youtu.be/HoLs0V8T5AA

[Reactie gewijzigd door Whaa op 22 juli 2024 15:29]

[RoffaboyS]

Dit doet mij echt denken aan iRobot want Will Smith had ook een prothese in de film maar dit is echt geavanceerder.

[Dukey]

Een volledig mechanische arm en hand is minder geavanceerd dan een stukje metalen borstbeen? Denk dat andersom bedoeld is he ook al is irobot fictie (nog).

[Hokkie]

Vergis je niet in dit stukje techniek. Een borstbeen moet intergraal opgenomen worden in het lichaam, met alle gevolgen van dien. Een borstbeen is iets meer dan een statisch stukje metaal. Een mechanische computer arm bestaat 100% uit techniek. Deze moet middels een goed mal om de geamputeerde stomp van een persoon. iRobot is het inderdaad nog niet, maar langzamerhand (zie ook alle overige mogelijkheden en toepassingen die beschikbaar zijn) lijkt het er wel op. Een ethische vraag doet mij rijzen; Hoeveel is een mensenleven waard? Lijkt mij een prijzig geheel.