3D-gedrucktes Knochengerüst von Bella Seno für die Behandlung von Patienten mit Schusswunden

Manchmal scheint es, als würden die Einsatzmöglichkeiten des 3D-Drucks im medizinischen Bereich täglich zunehmen. Über die chirurgische Planung und Ausbildung hinaus wird die additive Fertigung zunehmend für Implantate und in chirurgischen Verfahren zur Heilung traumatischer Verletzungen eingesetzt. Der jüngste Fall stammt von der Medizinischen Hochschule Hannover, Klinik für Unfallchirurgie, wo ein individuelles, resorbierbares 3D-gedrucktes Knochenersatzgerüst von BellaSeno verwendet wurde, um eine offene infizierte Fraktur dritten Grades zu behandeln, die durch eine Schussverletzung verursacht wurde.
Zuvor war BellaSeno, ein ISO 13485-zertifiziertes Unternehmen für Medizinprodukte im klinischen Stadium, vielleicht am besten für seine regenerativen Implantate bekannt. Besonders hervorzuheben ist seine Arbeit an Brustimplantaten für Frauen, die sich aufgrund von Brustkrebs einer Mastektomie unterziehen mussten. Nun hat sich das deutsche Unternehmen (das auch eine Tochtergesellschaft in Brisbane, Australien, hat) mit diesem neuesten Fall in die Bereiche Trauma und Orthopädie verzweigt.

Röntgenbilder (AP- und Seitenansicht) des rechten Unterarms: (a) zum Zeitpunkt der Aufnahme; (b) nach der 1. Operation; und (c) vor der knochenrekonstruktiven Operation

So stellte Bella Seno das 3D-gedruckte Ersatzgerüst her

Bei dem im Oktober 2023 durchgeführten Eingriff ging es um die Rekonstruktion eines 14 cm langen Knochendefekts am Radiusschaft. Dieser lange Knochenabschnitt erstreckt sich vom Hals bis zum Tuberculum radialis, einem bedeutenden Teil des Arms. Vor der Behandlung in der Medizinischen Hochschule Hannover war der Patient bereits elfmal operiert worden, um die Wunde zu schließen, aber der Bruch war nur mit einem Ringfixateur stabilisiert worden, da die Größe der Verletzung ein Problem darstellte. Der letzte Schritt war die Integration dieses Knochenersatzgerüstes, das so konzipiert ist, dass es vom Körper wieder aufgenommen werden kann.

Prof. Dr. med. Philipp Mommsen, Geschäftsführender Oberarzt der Klinik für Unfallchirurgie der Medizinischen Hochschule Hannover und Erstautor der Arbeit, erklärt: „Wie das Beispiel des 46-jährigen Patienten zeigt, sind ausgereifte Lösungen zur Behandlung großer Knochendefekte rar gesät. Das Gerüst von BellaSeno ermöglichte es uns, eine neue chirurgische Technik zur Vaskularisierung des Transplantats durchzuführen, indem wir einen Gefäßmuskelbogen direkt in ein patientenspezifisches, 3D-gedrucktes bioresorbierbares Gerüst einbetteten. Dieses chirurgische Verfahren stellt einen innovativen und vielversprechenden Ansatz für die Wiederherstellung ausgedehnter Knochendefekte dar. Da immer mehr solcher katastrophalen und sehr schwer zu behandelnden Defekte auftreten, besteht ein schnell wachsender medizinischer Bedarf an der Rekonstruktion solcher Verletzungen.“

Das 3D-gedruckte Knochengerüst

Der Vorteil des 3D-Drucks bestand in diesem Fall darin, dass er genau auf den Patienten zugeschnitten werden konnte. Zu diesem Zweck nutzte BellaSeno seine KI-gesteuerten additiven Fertigungsanlagen, um einen 3D-gedruckten Käfig zu erstellen, der perfekt an die Anatomie des Patienten angepasst war und einen sicheren Halt des autologen Knochentransplantats, das aus der Markhöhle des Oberschenkelknochens entnommen wurde, im großen Hohlraum gewährleisten konnte. Das Gerüst wurde aus ^Resomer®, einer biologisch abbaubaren Polymerplattform von Evonik, hergestellt, und das Design des Teils war von entscheidender Bedeutung, um eine ordnungsgemäße interne Vakulisierung durch die Positionierung einer arterio-venösen Schleife innerhalb des Gerüsts zu ermöglichen.

Tatsächlich scheint der Käfig sowohl einen inneren als auch einen äußeren Stützrahmen zu haben und einen Gefäßstiel zu integrieren, der auf dem äußeren Rahmen des Käfigs platziert wurde. Außerdem soll der Käfig nicht nur vollständig bioresorbierbar sein, sondern auch osteokonduktive Eigenschaften haben. Diese Kombination aus der Rekonstruktion einer ausgedehnten Knochenverletzung am Radiusschaft und der gleichzeitigen Gewährleistung einer sofortigen Gefäßversorgung wurde als besonders wichtig für die Behandlung angesehen.

Das Beste daran? Die Operation mit dem 3D-gedruckten Gerüst scheint erfolgreich gewesen zu sein, zumindest laut einer Pressemitteilung von BellaSeno. Drei Monate später hat der Patient Anzeichen einer rechtzeitigen knöchernen Integration gezeigt und eine angemessene Funktion des Ellenbogens wiedererlangt, ohne Anzeichen einer Wundheilungsstörung oder Infektion.

Der Arm nach der Operation

Dr. Mohit Chhaya, CEO von BellaSeno, schließt: „Diese Fallstudie unterstreicht einmal mehr die Vielseitigkeit unserer Technologie. Nahezu jeder Designwunsch eines medizinischen Teams kann erfüllt werden, um die Behandlung des Patienten zu optimieren. Die offene Struktur des Gerüsts ermöglicht die Vaskularisierung, die nicht nur für eine ordnungsgemäße Knochenheilung entscheidend ist, sondern auch den Zugang von Immunzellen und antimikrobiellen Medikamenten zur Verhinderung von Infektionen an der Operationsstelle ermöglicht. Wir arbeiten derzeit an Knochengerüsten der nächsten Generation, die aus einem Verbundstoff aus PCL und bioaktivem Glas mit antiinfektiösen Eigenschaften bestehen.“ Weitere Informationen finden Sie in der Fallstudie, die im Journal of Personalized Medicine veröffentlicht wurde, HIER.

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*Bildnachweise: Medizinische Hochschule Hannover und BellaSeno