Немецкие исследователи разрабатывают 3D-печатные имплантаты с тросовым зажимом для лечения травм таза

Переломы таза относятся к довольно редким, но являются самым тяжелым видом переломов и могут быть опасны для жизни. Несмотря на современные медицинские имплантаты, их хирургическое лечение все еще остается сложной задачей в травматологии. Во многих случаях используются стальные пластины и винты, которые хорошо подходят для лечения переломов, но имеют недостатки, когда речь идет о лечении так называемого симфиза, который представляет собой гибкое фиброзно-хрящевое соединение. При его разрыве, который может произойти, например, во время дорожно-транспортного происшествия, получившийся зазор должен быть закрыт хирургическим путем. Однако успех традиционного лечения с использованием симфизарных пластин и винтов часто зависит от возраста пострадавшего, т.к. с возрастом качество костей и, соответственно, надежность винтового крепления снижается.

Д-р Мартин Джордан, старший врач отделения травматологии Университетской клиники Вюрцбурга, объясняет проблему разрыва симфиза, который не является классическим переломом кости, но во всем мире лечится как перелом: "Мы стабилизируем фактически гибкий симфиз жесткой стальной пластиной и винтами. Однако, поскольку в этой хрящевой части таза нет костного заживления, а только рубцовое, постоянных микродвижений не избежать." По его словам, почти у всех пациентов можно наблюдать безобидное расшатывание симфизарной пластинки. Однако если добавляются дополнительные факторы плохой фиксации имплантата, например, сниженное качество кости, то неблагоприятное разрушение имплантата может произойти очень быстро. А поскольку качество жизни все больше повышается, то есть пожилые люди становятся более активными, количество травм таза со снижением качества костей неуклонно растет, что делает эту тему все более актуальной.

Мартин Джордан и профессор д-р Райнер Мефферт, директор второго отделения хирургии в UKW, исследовали этот вопрос совместно с Headmade Materials, региональной компанией, специализирующейся на 3D-печати и порошковой металлургии. Им было необходимо получить прочное крепление вблизи кости, широкую контактную поверхность, стабильное ведение кабеля и при этом небольшой размер имплантата, чтобы не раздражать окружающие анатомические структуры, например, мочевой пузырь. Были разработаны два прототипа, так называемые имплантаты с кабельным зажимом. "Титановые зажимы с направляющей структурой для плетеного стального троса прочно фиксируются к кости двумя винтами, которые не могут вырваться, поскольку плотно сцепляются с имплантатом. Сжимая ветви лобковой кости, симфиз, таким образом, в идеале должен быть адаптирован надолго и с меньшим количеством осложнений", - объясняет принцип Мартин Джордан.

Для разработки и испытания прототипов в рамках проекта, финансируемого Немецким исследовательским фондом (DFG), были использованы и другие ноу-хау от Медицинского центра Вюрцбургского университета, а также региональных организаций. Исследовательский отдел "Технологии аддитивного производства" Южногерманского центра пластмасс оказал поддержку в организации проекта. Компания Headmade Materials внесла свой вклад в производство сложных имплантатов с кабельным зажимом, используя инновационный процесс 3D-печати ColdMetalFusion. Имплантаты были протестированы в лаборатории биомеханики отделения травматологии под руководством профессора Штефани Хёльшер-Дохт.

Результат: имплантаты с тросовым зажимом показали эквивалентную стабильность по сравнению с традиционными методами как на искусственных костях, так и на костях из анатомического тела. "Они не хуже и пока не значительно лучше пластин, но здесь у нас нет риска раннего отказа имплантата", - резюмирует Мартин Джордан.

Испытание ранее не использовавшегося хирургического подхода было проведено в сотрудничестве с Институтом анатомии Университета Юлиуса Максимилиана под руководством профессора Сулеймана Эргюна. Точность установки имплантатов кабельных зажимов была проверена на компьютерном томографе. Будущая цель всей это работы - научится печатать точно подходящие индивидуальные имплантанты на основе данных компьютерной томографии пациентов, полученных в день аварии.

Сообщается, что на основании полученных на сегодняшний день данных нельзя сделать окончательный вывод о клиническом превосходстве разработки. Тем не менее, существует возможность клинического эффекта, поэтому при поддержке Центра исследований и передачи технологий и Баварского патентного альянса была подана международная патентная заявка.