Στην εποχή μας η εφαρμογή της τρισδιάστατης εκτύπωσης στην καθημερινή ιατρική πράξη αναπτύσσεται με ραγδαίους ρυθμούς.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα, ιδιαίτερα αυτή την περίοδο της πανδημίας COVID-19, είναι η συμμετοχή κολοσσών της παγκόσμιας βιομηχανίας (Αυτοκινητοβιομηχανία, NASA κ.λπ.) στην ανάπτυξη αναπνευστήρων, μασκών προστασίας ή άλλων ιατρικών μηχανημάτων με τη χρήση της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης.

Η ειδικότητα της Ορθοπαιδικής δεν θα μπορούσε να αποτελέσει εξαίρεση και σήμερα αποτελεί από τους πρώτους τομείς της ιατρικής όπου η νέα αυτή τεχνολογία εφαρμόζεται με πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα.

Ποιες είναι γενικά οι εφαρμογές της τρισδιάστατης εκτύπωσης στην Ορθοπαιδική;

• Οι ολικές αρθροπλαστικές γόνατος, ισχίου, ποδοκνημικής, ακόμη και ώμου, μπορούν να πραγματοποιηθούν με τη χρήση «οδηγών» που είναι εξατομικευμένοι σε κάθε ασθενή [Εικόνα 1].
• Διορθώσεις οστικών παραμορφώσεων είτε εκ γενετής είτε μετά από τραυματισμό μπορούν να πραγματοποιηθούν με ακρίβεια χιλιοστού [Εικόνα 2].
• Ογκολογικά εμφυτεύματα που αφορούν ολόκληρες οστικές δομές (μηρός, βραχιόνιο κ.λπ.) μπορούν να αποτελέσουν λύσεις σωτήριες για τη ζωή των ασθενών σε περιπτώσεις κακοήθειας.
• Σε περίπτωση σύνθετων καταγμάτων ο γιατρός μπορεί να διαθέτει στο χειρουργικό τραπέζι τριασδιάστατα εκτυπωμένο το κατεαγόν οστό και να κάνει τη «συναρμολόγηση αυτού» λιγότερο απαιτητική.

Εφαρμόζουμε πλέον σε πολύπλοκες περιπτώσεις τις δυνατότητες της τρισδιάστατης εκτύπωσης. Παραθέτουμε ένα παράδειγμα παραμόρφωσης γόνατος (βλαισογονία) σε νέο ασθενή λόγω παλαιότερης χειρουργικής επέμβασης. Ο ασθενής υποβλήθηκε σε χαμηλή οστεοτομία μηριαίου [Εικόνα 3].

Η τρισδιάστατη εκτύπωση του μηριαίου καθώς και του εξατομικευμένου «οδηγού» μείωσαν κατά πολύ τον χειρουργικό χρόνο μιας τόσο απαιτητικής επέμβασης αυξάνοντας την ακρίβεια σε επίπεδο χιλιοστού.

Μάλιστα, με τον ακριβή προεγχειρητικό σχεδιασμό κατορθώθηκε να προβλεφθεί μέχρι και το ακριβές μήκος των βιδών που χρησιμοποιήθηκαν [Εικόνα 4].

Επαυξημένη Πραγματικότητα (Augmented Reality) – Εικονική Πραγματικότητα (Virtual Reality)

Η Επαυξημένη και η Εικονική Πραγματικότητα χρησιμοποιούνται εδώ και αρκετά χρόνια στη βιομηχανία των παιχνιδιών και σε ηλεκρονικούς υπολογιστές τοποθετώντας τον χρήστη σε ένα εικονικό περιβάλλον.

Στην ιατρική και συγκεκριμένα στην Ορθοπαιδική η χρήση εφαρμογών που βασίζονται στην αυξημένη και στην εικονική πραγματικότητα αυξάνεται με γεωμετρική πρόοδο. Μεγάλο εύρος ορθοπαιδικών επεμβάσεων, όπως η οστεοσύνθεση καταγμάτων, η αρθροσκόπηση, η διόρθωση παραμορφώσεων, η τοποθέτηση ολικών αρθροπλαστικών, ακόμη και η ακριβής αφαίρεση ογκολογικών παθήσεων, μπορεί να γίνει με σωστό προεγχειρητικό σχεδιασμό και μεγαλύτερη διεγχειρητική ακρίβεια.

Οι επεμβάσεις αυτές μπορούν να γίνουν είτε σε ένα εικονικό περιβάλλον (Εικονική Πραγματικότητα-Virtual Reality) είτε κατά τη διάρκεια του χειρουργείου να προβάλλονται τρισδιάστατες εικόνες του ίδιου του ασθενή μέσα από «γυαλιά επαυξημένης πραγματικότητας» (Augmented Reality).

Τα πλεονεκτήματα των τεχνολογιών αυτών είναι ιδιαίτερα σημαντικά. Για παράδειγμα:

• Μπορεί να πραγματοποηθεί εξ ολοκλήρου η επέμβαση του ασθενή (π.χ. Ολική αρθροπλαστική ώμου) πριν από το πραγματικό χειρουργείο σε εικονικό περιβάλλον. Ο χειρουργός κατανοεί με ακρίβεια την πάθηση του ασθενή και σχεδιάζει τα χειρουργικά βήματα. Αποφασίζονται από πριν τα υλικά που θα χρησιμοποιηθούν και μπορεί ακόμη και να προβλεφθεί το χειρουργικό αποτέλεσμα [Εικόνα 5]
• Στον ίδιο χρόνο μπορούν να εκτυπωθούν τρισδιάστατα οι συγκεκριμένοι «οδηγοί» για να πραγματοποιηθεί το χειρουργείο που σχεδιάστηκε για τον συγκεκριμένο ασθενή [Εικόνα 6]
• Νέοι γιατροί και ειδικευόμενοι έχουν τη δυνατότητα να εκπαιδεύονται σε εικονικό περιβάλλον αυξάνοντας την ασφάλεια απέναντι στον ασθενή
• Μειώνεται σημαντικά ο χειρουργικός χρόνος και κυρίως οι επιπλοκές
• Χρησιμοποιώντας «γυαλιά επαυξημένης πραγματικότητας» μπορεί ο χειρουργός να έχει μπροστά του σε πραγματικό χρόνο (real time) την επέμβαση που πραγματοποίησε «εχθές» στον υπολογιστή του ενώ παράλληλα πραγματοποιεί την αληθή επέμβαση [Εικόνα 7]

Η τρισδιάστατη εκτύπωση (3D-printing), η επαυξημένη πραγματικότητα (Augmented Reality) και η εικονική πραγματικότητα (Virtual Reality) δεν είναι κομμάτι επιστημονικής φαντασίας. Το μέλλον είναι εδώ, αρωγός τόσο για τον χειρουργό όσο και για τον ασθενή.

Αχιλλέας Μπουτσιάδης, ΜD, Ph.D
Χειρουργός, Ώμου και Γόνατος,
Επιστημονικός Συνεργάτης Βιοκλινικής Αθηνών
Συνεργάτης Έρευνας Centre Osteo-Articulaire des Cedres Grenoble, France,
Μέλος της Ευρωπαϊκής Εταιρείας Ώμου (SECEC)