Bioresorbowalna szyna oddechowa utworzona za pomoca trójwymiarowej drukarki

Tracheobronchomalacja u noworodków, objawiająca się dynamicznym zapadaniem się dróg oddechowych i niewydolnością oddechową, jest trudna do leczenia.1,2 U niemowląt z tchawicą chromosomową wszczepiono dostosowaną, bioresorbowalną szynę tchawicy, stworzoną przy pomocy komputerowego wspomagania projektowania opartego na obliczonym obrazie tomograficznym dróg oddechowych pacjenta i wykonane przy użyciu trójwymiarowego druku laserowego w celu leczenia tego stanu zagrażającego życiu.
W chwili narodzin w 35. tygodniu ciąży pacjent nie miał problemów z oddychaniem, a poza tym wydawał się być w normalnym stanie zdrowia. W wieku 6 tygodni miał chowanie w klatce piersiowej i trudności z karmieniem. W wieku 2 miesięcy jego objawy ulegały progresji i wymagał intubacji dotchawiczej, aby utrzymać wentylację. Obróbka ujawniła następujące: anomalne pochodzenie i niewłaściwe położenie tętnic płucnych, z anatomią krzyżową; prawidłowa hipoplazja pÅ ‚ucno-tętnicza; ściskanie lewego głównego oskrzela między nienormalnie lewą aortą wstępującą i przednio opuszczoną aortą zstępującą; pułapkowanie powietrza; i pozaplastyczne zapalenie płuc. Pomimo umieszczenia rurki tracheostomijnej, mechanicznej wentylacji i sedacji, wentylacja, która była wystarczająca, aby zapobiegać powtarzającym się zatrzymaniom krążeniowo-oddechowym, nie mogła zostać utrzymana.
Ryc. 1. Ryc. 1. Umiejscowienie powięzi drukowego dróg oddechowych u pacjenta. Panel A pokazuje drożność dróg oddechowych przed umieszczeniem szyny; obraz został sformatowany z projekcją o minimalnej intensywności. Panel B przedstawia zależną od pacjenta budowę szyny (czerwony) opartej na tomografii komputerowej. Panel C pokazuje oparty na obrazie trójwymiarowy wydruk odcisków dróg oddechowych pacjenta bez szyny w miejscu, a panel D pokazuje odlew z szyną na miejscu. Panel E pokazuje śródoperacyjne umieszczenie szyny (zielona strzałka) pokrywającej malakowy lewy główny odcinek oskrzeli. SVC oznacza lepszą żyłę główną. Panel F pokazuje widok bronchoskopowy, od kariny, lewego głównego oskórka po umieszczeniu szyny. Panel G pokazuje drogi oddechowe po wygaśnięciu rok po umieszczeniu szyny; obraz został sformatowany z projekcją o minimalnej intensywności.
Doszliśmy do wniosku, że zlokalizowana tchawica chromosomowa była przyczyną tej fizjologicznej nieprawidłowości i wykonała specjalnie zaprojektowaną i wykonaną na zamówienie resorbowalną szynę oddechową. Nasza konstrukcja topologii ryczałtowej, podobna do węża odkurzacza, zapewnia odporność na zawalenie, a jednocześnie pozwala na zginanie, rozszerzanie i rozszerzanie wraz ze wzrostem. Szyna została wykonana z polikaprolaktonu za pomocą drukarki trójwymiarowej (rys. 1A do 1D).
Instytucjonalna komisja rewizyjna Uniwersytetu Michigan skonsultowała się z Administracją ds. Żywności i Leków i zatwierdz iła użycie urządzenia w ramach zwolnienia z obowiązku użycia w nagłych wypadkach, a rodzice pacjenta udzielili pisemnej świadomej zgody. Po transpozycji prawej tętnicy płucnej i nieudanej aortopeksji, szwy zostały umieszczone wokół obwodu malakowego lewego oskrzela i przywiązane przez szczeliny szyny, a oskrzela rozszerzono (Figura 1E). Późniejsza bronchoskopia wykazała normalną drożność oskrzeli bez zapaści dynamicznej (Figura 1F) i normalne zmiany wentylacyjne w wielkości lewego płuca. Ciśnienie cząstkowe dwutlenku węgla we krwi żylnej zmniejszyło się z 88 do 48 mm Hg. Siedem dni po umiejscowieniu szyny oddechowej rozpoczęto odstawianie od wentylacji mechanicznej, a 21 dni po zabiegu, podtrzymywanie wentylatora całkowicie przerwano i dziecko wyprowadzono do domu z tracheostomią na miejscu. Po roku od zabiegu obrazowanie i endoskopia wykazały opatentowany pozostawiony główny oskrzuszek oskrzeli (ryc. 1G). Nie pojawiły się nieprzewidziane problem y związane z szyną. Całkowitą resorpcję szyny oszacowano na 3 lata.
Ten przypadek pokazuje, że obrazowanie o wysokiej rozdzielczości, projektowanie wspomagane komputerowo i trójwymiarowe drukowanie biomateriałowe razem mogą ułatwić tworzenie wszczepialnych urządzeń dla warunków, które są anatomicznie specyficzne dla danego pacjenta.
David A. Zopf, MD
Scott J. Hollister, Ph.D.
University of Michigan, Ann Arbor, MI
Marc E. Nelson, MD
Szpital Dziecięcy w Akron, Akron, OH
Richard G. Ohye, MD
Glenn E. Green, MD
University of Michigan, Ann Arbor, MI
umich.edu
Obsługiwane przez dotację (FD0003787) z Food and Drug Administration.
Formularze ujawnień dostarczone przez autorów są dostępne wraz z pełnym tekstem tego listu na stronie.
2 Referencje1. Masters IB, Chang AB. Interwencje w zakresie pierwotnej (wewnętrznej) tchawiczości u dzieci Cochrane Database Syst Rev 2005; 4: CD0 05304-CD005304
Medline
2. Carden KA, Boiselle PM, Waltz DA, Ernst A. Tracheomalacia i tacheobronchomalacja u dzieci i dorosłych: dogłębna analiza. Klatka 2005; 127: 984-1005
Crossref Web of Science Me [patrz też: stomatolog pruszków, kardiolog kielce, Stetoskopy dla lekarzy ]