Позвоночник на 3д принтере

Сотрудничество ради лучшего результата | Имплантаты, стимулирующие рост костной ткани | Возможности применения имплантатов, напечатанных на 3D-принтере | Модель на будущее

Производитель позвоночных имплантатов K2M расширяет свои возможности благодаря стратегическому партнерству в области 3D-печати с 3D Systems. Специалисты двух компаний будут совместно разрабатывать инновационные имплантаты для лечения заболеваний позвоночника и исследовать новые пути создания индивидуальных имплантатов.

Эффективные партнерские отношения возникают, когда каждая из сторон привносит в проект нечто уникальное, благодаря чему результат сотрудничества становится чем-то большим, нежели совокупность привнесенных элементов. Партнерство между K2M и 3D Systems является идеальным примером такого сотрудничества и основывается на общей для двух компаний цели усовершенствования инновационных процессов и результатов.

K2M – мировой лидер в области комплексных и минимально инвазивных решений для лечения позвоночника, ориентированных на реализацию трехмерного принципа Total Body Balance™. Хирурги по всему миру используют продукты компании для лечения сложнейших патологий позвоночника.

В связи со своим стремлением расширить спектр предлагаемых решений, компания K2M предприняла попытку соединить собственный опыт в области методов лечения патологий позвоночника с накопленным в отрасли опытом изготовления высокоточных медицинских изделий. 3D Systems одна из первых присоединилась к этому начинанию. Компания уже более 30 лет является одним из лидеров в области 3D-технологий и часто предоставляет хирургам, специалистам в области здравоохранения, производителям медицинских изделий и медицинским учебным заведениям высокоточные решения, в том числе хирургические тренажеры с функциями виртуальной реальности, напечатанные на 3D-принтере анатомические модели, технологию виртуального планирования хирургических операций (VSP®), а также индивидуальные трехмерные хирургические шаблоны, инструменты и имплантаты.

Сотрудничество ради лучшего результата

По словам Джима Хэма, директора по маркетингу группы комплексных решений для лечения позвоночника K2M, партнерство K2M и 3D Systems опирается на технологические разработки, которыми стороны обмениваются, а также на разделяемые ими культурные ценности.

«Мы знаем все о позвоночнике, а 3D Systems – о 3D-печати, но в том, как мы ведем наш бизнес, в нашем стремлении к инновациям, в наших общих корпоративных целях и желании улучшить жизнь пациентов скрывается масса возможностей для синергии.»

K2M начинала свою деятельность в качестве разработчика новых технологий и устройств для лечения деформаций позвоночника. Внедрение 3D-печати позволило компании, помимо лечения деформаций, выйти на быстрорастущий рынок изделий для лечения дегенеративных заболеваний позвоночника с использованием малоинвазивных процедур.

«Возможности 3D-печати нужны нам для дальнейшей разработки нашего портфеля дегенеративных патологий и малоинвазивных процедур, и компания 3D Systems предоставила нам эти возможности, – пояснил г-н Хэм. – Партнерство с 3D Systems укрепило наши лидерские позиции в области трехмерной печати изделий для лечения позвоночника, что позволило нам освоить более широкий рынок и способствовало нашему росту на протяжении последних нескольких лет.»

Напечатанные на 3D-принтере изделия K2M изготавливаются с использованием технологии 3D-печати металлом (DMP), разработанной 3D Systems. Хотя для K2M эта технология новая, в точной медицине она хорошо известна, как пояснил Тим Ван Клейненабрюгель, директор 3D Systems по развитию бизнеса в области здравоохранения (Лёвен, Бельгия).

«Более чем десятилетний опыт и 500 тысяч изготовленных изделий доказывают, что 3D-печать металлами с использованием лазерного луча очень хорошо подходит для изготовления позвоночных имплантатов органической формы с пористой структурой, – отметил Ван Клейненбрюгель.»

Имплантаты, стимулирующие рост костной ткани

3D Systems предоставляет консалтинговые услуги при проектировании, услуги 3D-печати и последующей обработки компонентов для семейства позвоночных имплантатов K2M CASCADIA, сертифицированных Управлением США по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами. В 2016 году быстрорастущая линейка продуктов CASCADIA была отмечена еженедельником Orthopedics This Week ежегодной премией за технологии лечения заболеваний позвоночника.

Имплантаты CASCADIA изготавливаются с использованием принтеров ProX DMP 320 и новейших технологий Lamellar 3D Titanium Technology™ компании K2M. Используя традиционные технологии, такие изделия произвести невозможно.

Имплантаты изготавливают из титанового порошка путем селективного воздействия лазерного луча высокой энергии – таким образом достигается одновременно пористость и шероховатость поверхности, обеспечивающие рост костной ткани. Хотя изделия имеют прочность титана, они пропускают рентгеновские лучи, позволяя хирургам лучше видеть, как имплантат взаимодействует с прилегающими тканями тела.

Среди продуктов K2M, использующих технологию Lamellar 3D Titanium, – имплантаты CASCADIA TL, AN, Lateral, AN Lordotic Oblique и Cervical Interbody Systems. Процесс производства, применяемый 3D Systems при их изготовлении, включает не только 3D-печать, но и постобработку – термообработку, обработку поверхности, очистку и лазерную маркировку, – то есть все, что необходимо для получения готового продукта.

Том Моррисон, нейрохирург Центра нейрохирургии и хирургии позвоночника Polaris в Атланте (Джорджия) уже более года применяет имплантаты CASCADIA Interbody Systems.

«Технология Lamellar 3D Titanium не перестает меня удивлять, – рассказывает доктор Моррисон. – Пористость и шероховатость поверхности имеют большое значение с биологической точки зрения, а результаты долгосрочного наблюдения за моими пациентами подтверждают мои впечатления. Я с большим энтузиазмом применяю имплантаты CASCADIA Interbody Systems и буду очень рад новым возможностям внедрения технологии Lamellar 3D Titanium от K2M для стимулирования роста костной ткани».

Возможности применения имплантатов, напечатанных на 3D-принтере

Недавний пример эффективного сотрудничества K2M и 3D Systems – проект, в рамках которого 3D Systems обеспечила виртуальное планирование хирургической операции (VSP®) и совместно с K2M создала экспериментальное изделие, применяемое в тех редких ситуациях, когда не существует сертифицированных альтернативных методов лечения пациента.

Процесс пошел, когда руководитель проектов в K2M Шон Рейнольдс пообщался о последних событиях в компании с доктором Майклом Финном, нейрохирургом в Университете Колорадо, специалистом по заболеваниям позвоночника.

У доктора Финна был пациент, который, по его мнению, был бы хорошим кандидатом на установку напечатанного на 3D-принтере имплантата. Пациенту была ранее сделана операция, но процесс восстановления шел медленно, и пациент страдал от ограниченной подвижности. В то время на рынке не существовало альтернативных продуктов, которые могли бы помочь пациенту. Доктор Финн пришел к выводу, что удаление конструкции, установленной при последней операции, и его замена напечатанным на 3D-принтере имплантатом будет лучшей тактикой лечения.

«Эта часть тела испытывает значительные нагрузки, поэтому пациент плохо восстанавливался, – пояснил доктор Финн. – Я подумал, что созданный с помощью 3D-принтера имплантат даст пациенту максимальные шансы на выздоровление».

Опираясь на результаты сканирования позвонков и веб-консультации с K2M и доктором Финном, компания 3D Systems разработала виртуальный план хирургической операции. В результате сотрудничества трех основных участников проекта была разработана конструкция имплантата и выбран тип винтов для его крепления.

С точки зрения доктора Финна, операция прошла успешно, а сотрудничество между K2M и 3D Systems является одним из примеров успеха: «Меня впечатлил динамизм обеих компаний. Они действительно сосредоточились на том, чтобы своевременно создать этот продукт. K2M умеет разрабатывать инновационные решения для сложных хирургических операций, а 3D Systems имеет огромный опыт решения подобных задач, поэтому этот проект не представлял для них особой сложности».

Модель на будущее

Для Шона Рейнольдса и K2M сотрудничество двух компаний на важнейшем этапе подготовки к операции стало захватывающей прелюдией к новому перспективному направлению работы – предоставлению услуг планирования хирургических операций и изготовлению индивидуальных имплантатов для лечения сложных дегенеративных заболеваний позвоночника.

Хотя экспериментальные изделия используются довольно редко, примененный в описанном выше случае подход может в будущем стать моделью для изготовления индивидуализированных под конкретного пациента имплантатов. Это будут имплантаты, одобренные Управлением США по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами к производству в рамках определенных спецификаций, исходя из потребностей пациента.

«Опираясь на наш опыт применения 3D-печати, мы полагаем, что в будущем напечатанные на 3D-принтере индивидуальные позвоночные имплантаты станут широко применяться при лечении не только сложных случаев, но и дегенеративных заболеваний, – заметил Рейнольдс. – Мы очень довольны и восхищены перспективами будущего сотрудничества с 3D Systems».

Перевод с английского. Оригинал этого материала на сайте 3D Systems. 

Статья опубликована 04.12.2017 , обновлена 09.04.2020