Bác sĩ phẫu thuật cột sống từ Trung tâm cột sống toàn diện của Đại học Connecticut (UConn) đã sử dụng in 3D để chế tạo các thiết bị cấy ghép tùy chỉnh theo giải phẫu cột sống của bệnh nhân

Edurne Heredia (phải) đã giảm đau và cải thiện tư thế sau khi bác sĩ Hardeep Singh thực hiện phẫu thuật kết hợp cột sống thắt lưng đa cấp độ với các thiết bị liên cơ thể dành riêng cho bệnh nhân tại UConn Health vào năm ngoái. Nhà cung cấp hình ảnh: Tina Encarnacion/UConn Health.

Tiến sĩ Hardeep Singh, từ Trung tâm cột sống toàn diện của Đại học Connecticut (UConn), chính thức là bác sĩ phẫu thuật đầu tiên ở Connecticut thực hiện phẫu thuật kết hợp thắt lưng đa cấp độ với các thiết bị liên cơ thể dành riêng cho bệnh nhân – sử dụng hình ảnh và in 3D để chế tạo bộ phận cấy ghép tùy chỉnh cho bệnh nhân. giải phẫu cột sống.

Bệnh nhân Edurne Heredia, người đã phải đối mặt với tình trạng cong vẹo nghiêm trọng ở cột sống dưới trong nhiều thập kỷ, cho biết: “Đó là lúc tôi không thể chịu đựng được cơn đau nữa. “Không có gì hiệu quả. Tôi đã thử mọi cách.”

Điều đó bao gồm vật lý trị liệu, tiêm thuốc và thậm chí là phong bế thần kinh. Cô được khuyên nên tìm một chuyên gia ở New York hoặc Boston, nhưng đại dịch đã khiến cô không thể đi du lịch. Cuối cùng, cô đã tìm được đường đến gặp Singh, người đã chẩn đoán cô mắc chứng bệnh nửa đốt sống vào đầu năm ngoái. “Tôi không thể làm bất cứ việc gì trong nhà; Tôi thậm chí không thể rửa bát được nữa vì quá đau”, Heredia nói. “Vì vậy tôi nói, ‘Ừ, hãy làm đi. Tôi đang ở trong tay Chúa và trong tay ông, thưa bác sĩ.’ Và tôi đã làm được.”

Bệnh đốt sống nửa đốt sống của Edurne Heredia, được trình chiếu vào năm 2017, là một dạng biến dạng cột sống khiến phần lưng dưới bên trái của cô bị lồi ra, ảnh hưởng đến tư thế của cô và là nguyên nhân gây ra chứng đau mãn tính. (Ảnh do Edurne Heredia cung cấp).

Biến dạng cột sống của cô đang nghiêng cô sang một bên. Khoảng trống giữa các đốt sống dưới của cô ấy có hình nêm rõ rệt. Cấy ghép tiêu chuẩn có thể hoạt động nhưng không tối ưu. Singh cho biết: “Thông thường, sự biến dạng này sẽ được giải quyết bằng cách cắt bỏ nửa đốt sống và sắp xếp lại cột sống về trạng thái ban đầu”. “Tuy nhiên, nó đòi hỏi một quy trình xâm lấn lớn hơn với những rủi ro đáng kể.”

Điều này khiến Heredia trở thành ứng cử viên cho một giải pháp tùy chỉnh, sử dụng bốn bộ phận cấy ghép bất đối xứng được thiết kế đặc biệt để phù hợp với giải phẫu của cô ấy, thay vì thay đổi giải phẫu của cô ấy để phù hợp với các bộ phận cấy ghép tiêu chuẩn. Singh cho biết: “Công nghệ này cho phép chúng tôi thiết kế các bộ phận cấy ghép phù hợp với địa hình cột sống của cô ấy và cho phép điều chỉnh biến dạng của cô ấy một cách tự nhiên hơn”. “Bề mặt của bộ cấy ghép được thiết kế sao cho mô phỏng cấu trúc vi mô của xương, cho phép xương phát triển trên bộ cấy cũng như xuyên qua nó, do đó mang lại sự ổn định cần thiết cho sự kết hợp.” Bản thân quy trình này phần lớn tương tự như phương pháp hợp nhất thắt lưng truyền thống với các thiết bị cấy ghép ‘có sẵn’.

Singh cho biết: “Việc điều chỉnh biến dạng như thế này vẫn là một công việc lớn, tuy nhiên, phương pháp này cung cấp cho chúng tôi khả năng giải quyết bệnh lý cột sống của từng bệnh nhân theo cách cụ thể hơn cho từng bệnh nhân”. Để làm được điều đó, Singh hợp tác với Carlsmed có trụ sở tại California để thiết kế các bộ phận cấy ghép dành riêng cho bệnh nhân dựa trên các yêu cầu đối với bệnh nhân và hình ảnh giải phẫu của bệnh nhân. Quá trình này bao gồm việc tạo ra một mô hình 3D cho phép hình dung đầy đủ về biến dạng cột sống và mỗi bộ phận cấy ghép được thiết kế đặc biệt để cung cấp sự điều chỉnh cần thiết.

Singh cho biết: “Điều này cung cấp cho chúng tôi khả năng phân tích biến dạng cột sống trong mô hình 3D, hiểu nguyên nhân gây ra biến dạng và thiết kế các bộ phận cấy ghép dành riêng cho bệnh nhân phù hợp hoàn hảo với đường viền của xương và phục vụ cho việc điều chỉnh mong muốn”. “Lợi ích là nó được tùy chỉnh theo giải phẫu của bệnh nhân và ngăn ngừa mọi căng thẳng quá mức lên thân đốt sống như trường hợp cấy ghép tiêu chuẩn. Trước khi bước vào phòng phẫu thuật, bạn có thể hình dung được kết quả cuối cùng sẽ như thế nào và điều này mang lại cho bạn khả năng sửa đổi kế hoạch theo nhu cầu của bệnh nhân.”

Kế hoạch phẫu thuật bao gồm kết xuất 3D để chia sẻ với bệnh nhân trước khi thực hiện thủ thuật. Đây là hình ảnh nhìn từ phía trước thể hiện việc chỉnh sửa nửa đốt sống của Edurne Heredia. (Hình ảnh do Carlsmed cung cấp đã có sự cho phép của bệnh nhân).

Bản xem trước trực quan đi kèm với lợi ích bổ sung là giúp bệnh nhân hiểu rõ hơn về quy trình và lợi ích của nó. Họ có thể cùng bác sĩ phẫu thuật xem xét mô hình và hiểu chính xác những gì sẽ được thực hiện cũng như kết quả cuối cùng sẽ như thế nào.

Tiến sĩ Isaac Moss, chủ tịch Khoa Phẫu thuật Chỉnh hình của UConn Health và đồng giám đốc của Trung tâm Cột sống Toàn diện cho biết: “Là một trung tâm cột sống, triết lý cốt lõi của chúng tôi là cá nhân hóa tất cả các phương pháp điều trị phù hợp với hoàn cảnh, giải phẫu và bệnh lý cụ thể của từng bệnh nhân”. . “Công nghệ, chẳng hạn như các bộ phận cấy ghép được in theo yêu cầu này, cho phép chúng tôi đưa dịch vụ chăm sóc cá nhân của mình lên một tầm cao mới.”

Một thiết bị liên cơ thể dành riêng cho bệnh nhân (phải) được chế tạo theo hình dạng giải phẫu của bệnh nhân, so với thiết bị cấy ghép tiêu chuẩn (trái). (Hình ảnh được cung cấp bởi Carslmed).

Các thiết bị ‘aprevo’ titan in 3D của Carlsmed đã giành được danh hiệu ‘Thiết bị đột phá’ từ Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm.

Heredia, 51 tuổi, đã làm việc trong bộ phận dịch vụ khách hàng tại quầy American Airlines ở Sân bay Bradley từ năm 1995. Đó là công việc đòi hỏi bà phải đứng cả ngày và là công việc thường xuyên khiến bà cảm thấy khó chịu. Việc mất việc để phục hồi và phục hồi đang phải thực hiện một số điều chỉnh, cũng như việc phải thu hẹp lại các vai trò của mình bên ngoài công việc như một người vợ, người mẹ, con gái và em gái.

Kế hoạch phẫu thuật bao gồm kết xuất 3D để chia sẻ với bệnh nhân trước khi thực hiện thủ thuật. Đây là hình ảnh nhìn từ bên thể hiện việc chỉnh sửa nửa đốt sống của Edurne Heredia. (Hình ảnh do Carlsmed cung cấp đã có sự cho phép của bệnh nhân).

Phim chụp X-quang cho thấy cột sống của Edurne Heredia trước (trái) và sau khi chỉnh sửa nửa đốt sống bằng các thiết bị liên cơ thể dành riêng cho từng bệnh nhân. (Hình ảnh UConn Health được sử dụng với sự cho phép của bệnh nhân).

Cô nói: “Tôi luôn là người đầu tiên đến đó, nhưng tôi không thể làm được nữa vì lúc nào tôi cũng đau đớn. “Tôi muốn chăm sóc mọi người khác, nhưng nếu tôi muốn làm điều đó, tôi phải chăm sóc bản thân mình.”

Bây giờ, 14 tháng sau cuộc phẫu thuật, mọi thứ đã được cải thiện, nhưng vẫn còn nhiều vết thương phía trước. “Cơn đau dễ dàng hơn,” cô nói. “Nó đã được giảm bớt. Lưng tôi thẳng. Nếu tôi đứng lên, bạn sẽ không thấy vết sưng ở lưng tôi. Đó là một vết sưng ở phía bên trái cơ thể tôi. Bây giờ, tôi thẳng. Hông của tôi thẳng… Tôi hài lòng với quyết định thực hiện thủ thuật này.”