Сердце, напечатанное на 3D-принтере спасло 4-летнюю Миа Гонсалес

Приветствуем вас на страницах блога iCover. В хирургии встречаются случаи, когда стоящая перед специалистом задача допускает возможность использования нескольких оперативных методов. И только один из них является самым верным. Найти и принять такое решение специалистам клиники сердечно-сосудистого центра Никлауса в Майами помогли 3D-технологии. О 4-х летней Миа Гонсалес, здоровье которой удалось восстановить благодаря 3D – принтеру и перспективах нового подхода к хирургии с использованием возможностей 3D-протипирования мы расскажем в нашей статье.



С первыми серьезными испытаниями крошке Миа Гонсалес суждено было познакомиться уже в первые годы жизни. А если совсем точно, первые 3,5 года в течение которых она перенесла, как минимум, 10 госпитализаций, превратились для девочки в одно сплошное испытание. Нескончаемые патологические простуды и насморки, ставшие ее верными спутниками, напрочь лишили малышку привычных детских радостей. В последние месяцы для поддержки дыхательных функций на жизненно необходимом уровне девочке пришлось принимать специальные препараты.

Обследования, проделанные во время пребывания Миа в местной клинике привели врачей к неутешительному выводу: ребенок страдает редкой патологией, называемой “двойная аорта”, неправильное расположение которой приводит к сдавливанию трахеи и, как следствие, проблемам с дыханием и глотанием. Вывод врачей шокировал родителей: для взятия ситуации под контроль 4-х летней Миа потребуется операция на открытом сердце с коррекцией аорты.

Сложность и нестандартность случая послужили для врачей поводом обратиться за помощью к инновационным технологиям 3D-печати. А найти единственно верное решение из запутанного лабиринта равновероятных исходов помогла модель сердца Миа, отпечатанная на 3D-принтере.

Дополненная реальность Миа

Новейший 3D-принтер, который детская клиника сердечно сосудистой хирургии Никлауса в Майами получила в 2015 году уже был использован для печати точных копий органов 25 детей – пациентов с врожденными пороками сердца, нуждающихся в сложном оперативном лечении. Возможность точной визуализации органов, подлежащих оперативному вмешательству “в оригинале” с учетом всех индивидуальных особенностей пациента позволил доктору Берку находить и принимать такие решения, на которые, по его словам, он никогда бы не отважился руководствуясь только логикой, знаниями и накопленным опытом. И результаты такого подхода превзошли все ожидания.

Как и в предшествующих случаях, углубленному анализу ситуации предшествовало изготовление точной копии сердца девочки, пораженного патологическими изменениями. В качестве “информационного шаблона” для печати модели сердца Миа, как и в случаях с предыдущими пациентами были использованы данные МРТ и КТ-сканирования, а в качестве исходного материала – пластик или резина.



На планирование операции и поиск наиболее щадящей технологии у ведущего хирурга клиники Редмонд Берка ушло более двух недель. И здесь неоценимую помощь снова оказал изготовленный точный прототип, с которым доктор частенько отправлялся к коллегам для уточнения какого-то двусмысленного вопроса. В итоге размышления над случаем Миа и накопленная полезная информация легли в основу нестандартного решения – провести надрез не с левой стороны грудины, как предписано в подобных случаях, а с правой. Это, по мнению Берка в значительной мере увеличивало шансы малышки Миа на проведение успешной операции и скорейшую послеоперационную реабилитацию.

"Если бы не эта модель, мне пришлось бы сделать больший разрез, который мог бы заставил девочку страдать значительно сильнее, а также потребовал бы больше времени на реабилитацию", — сказал Берк, добавив, что отбросить всякие сомнения при принятии решения помог, главным образом, именно 3D-принтер.

Перспективы метода

Несмотря на то, что метод, используемый в оперативной практике клиники Никлауса не предполагает печати и замены биологического органа, точный прототип во многих случаях позволит избавиться от необходимости пересадки, ограничившись локальным оперативным вмешательством. По информации, предоставленной Скоттом Рейдером (Scott Rader) – генеральным менеджером компании Stratasys, поставляющей 3D-принтеры на мировой рынок, на сегодняшний день в мире уже работают 200 таких моделей и 75 из них находятся в клиниках США.

До недавнего времени использование 3D печати в медицине было ограничено созданием прототипов хирургических инструментов и выполнением некоторых простейших операций. И только последние несколько лет предложенные технологии позволили осуществлять печать точных копий органов пациентов с использованием результатов аппаратных лабораторных исследований. Напечатанные прототипы, по словам Рейдера, — незаменимое подспорье при проведении сложных операций, к числу которых можно отнести удаление опухоли головного мозга. Прекрасные перспективы моделирование патологий органов сложных пациентов открывает и для использования в стенах медицинских университетов.

Очень важно, что получив в свое распоряжение орган-прототип пациента, который готовится к операции, хирург получает уникальную возможность отработать технику оперативного вмешательства на модели столько раз, сколько потребуется для того, чтобы отыскать оптимальный вариант” – говорит Рейдер.

Уже в ближайшие годы, по мнению Скотта Рейдера, хирурги смогут печатать людям новые органы на принтерах, используя вместо пластика и резины “чернила” на основе человеческих клеток. Но имитация органов методами 3D-печати – это безусловно ”прорывная технология, коренным образом влияющая на то, как мы объясняемся с пациентами, как мы готовимся к операции, как мы ее делаем и как мы обучаем студентов-медиков” – делится своими соображениями профессор Гарвардской медицинской школы и член научного кружка моделирования в Beth Israel Deaconess Medical Center Бостона Даниэль В. Джонс.

Продажа 200 принтеров в масштабах планеты – это капля в океане. Сегодня ситуация похожа скорее на “… большой секрет, удерживаемый в глубокой тайне” – делится д-р Джонс, посвятивший все последнее время изучению мнения хирургов к новой технологии. Вместе с тем, ситуация с ее внедрением внушает оптимизм, поскольку стоимость оборудования становится доступнее, а достигнутые результаты следует признать самым убедительным аргументом.

“Подобный 3D-принтер и сопутствующее программное обеспечение, как правило, стоят до $100000, что меньше, чем лабораторные комплексы КТ или МРТ”, — говорит Скотт Рейдер. А с учетом показателей эффективности оперативного лечения и сокращения времени, необходимого на проведение операции и реабилитацию пациента применение для технологии 3D-прототипирования органов открываются самые блестящие перспективы.

Уже 4 месяца прошло после операции Миа. Сегодня все что напоминает девочке об операции и 4-х годах мучений – небольшой слегка зудящий послеоперационный шрам. А сейчас девочку больше волнует танцевальная концертная программа, которую она должна подготовить всего за какой-то месяц.