3D print skal forbedre kræftbehandling

Præcise anatomiske modeller og lokal produktion af 3D-printede implantater har et stort potentiale til at sikre en hurtigere og mere optimal behandling af især kræftpatienter. Et nyt samarbejde mellem Teknologisk Institut og Aarhus Universitetshospital skal demonstrere potentialet - og samtidig sikre den nødvendige kompetenceopbygning.

- Med 3D-print forsøger vi i dag at tage øjemålet ud af kirurgien og lave eksakte afskæringer, som er planlagt på forhånd. Det har enormt stor betydning for patienten, fordi vi reducerer operationstiden og indlæggelsestiden - og så muliggør det nogle operative indgreb, vi ikke kunne lave før, fortæller Thomas Baad-Hansen, overlæge, ph.d. og klinisk lektor på afdeling for Ortopædkirurgi, tumorsektoren på Aarhus Universitetshospital.

Ved rekonstruerende operationer på fx kræftpatienter er der ofte behov for både præcise anatomiske modeller og skræddersyede implantater. Udviklingen inden for 3D-print betyder, at såvel modeller som implantater i dag kan printes. Udfordringen er, at disse specialiserede 3D-print skal laves i udlandet, og så tager det ofte for lang tid. Samtidig er det dyrt at købe print i udlandet sammenlignet med at printe i egne 3D-printere på hospitalet. Derfor kan man være nødt til at vælge en mindre optimal behandling for at kunne overholde behandlingstiderne i fx kræftpakkerne.

Med de nødvendige kompetencer på hospitalerne og adgang til de rette 3D-print faciliteter i Danmark vil det være muligt at eliminere denne problemstilling – det vil Aarhus Universitetshospital og Teknologisk Institut demonstrere i et nyt samarbejde, som skal øge kvaliteten og ikke mindst hastigheden af behandlingerne.

- Det, vi bruger 3D-print til på AUH, er at udvikle kirurgien – og især kræftkirurgien – fordi vi kan få en mere nøjagtig planlægning af kræftpatientens forestående operation. Så det er meget vigtigt, at vi er med på det område. Men for at overholde behandlingstiderne i kræftpakkerne har vi også brug for at sikre en hurtigere levering af implantater end vi kan få fra udlandet. Derfor vil vi i samarbejde med Teknologisk Institut accelerere udviklingen inden for print af implantater i Danmark, siger Birgitte Jul Kiil, ledende overlæge inden for plastik- og brystkirurgi og leder af 3D centeret på Aarhus Universitetshospital.

Potentialet er slået fast – nu skal næste skridt tages
På Aarhus Universitetshospital har man allerede etableret et inhouse 3D-print center, hvor to ingeniører hjælper lægerne ved at printe fx skæreguides og anatomiske modeller, som viser kræftsvulsters størrelse og placering i kroppen. Det sker ved hjælp af avanceret software, som omdanner data fra CT-scanninger til 3D-modeller, som så kan 3D-printes – og der printes i døgndrift.

- På AUH vil vi gerne udvikle vores 3D-print center, så vi kan bidrage både regionalt og nationalt til at bygge lignende centre op. Vi kan se, at det er til stor gavn og måske endda redder liv for kræftpatienterne, fordi vi bedre kan se, hvor deres cancer har spredt sig til. Samtidig er det en kæmpe hjælp kunne tilbyde vores kirurgiske specialer muligheden for et anatomisk print af fx kræftknuder, så de kan træne og planlægge en mere præcis og sikker kirurgi inden operationen, lyder det fra Birgitte Jul Kiil.

Men der er behov for endnu flere kompetencer og mere avanceret udstyr, så man kan printe mere detaljerede og præcise anatomiske modeller til hjælp ved operationer.

- Tidligere har modellerne været hårde som knogler og ensfarvede, men med de avancerede 3D-print teknologier kan man lave bløde, naturtro modeller i farver. På den måde kan man printe vævlignende strukturer - fx et hjerte – og det betyder, at kirurgerne forud for operationen kan få et bedre overblik over indgrebets omfang og de forskellige adgange for det kirurgiske værktøj, fortæller Anders Mølgaard Jakobsen, klinisk ingeniør på Aarhus Universitetshospital.

Med sådanne teknologier inhouse vil Aarhus Universitetshospital tage det næste skridt i at demonstrere 3D-print potentialet – og samtidig vil man i samarbejde med Teknologisk Institut arbejde henimod lokal produktion af de kritiske implantater.

Lokale kompetencer skal sikre hurtig levering
Mange implantater skal 3D-printes i metal, fx titanium, og Teknologisk Institut har allerede opbygget en komplet produktionslinje til metal 3D-print – med alle nødvendige kompetencer til efterbehandling og kvalitetssikring. Det er denne produktionslinje, der skal bruges til lokal fremstilling af implantater.

Ved at fremstille implantaterne i Danmark reduceres leveringstiden betragteligt – i dag kan det tage 6-8 uger, men visionen er at få det ned på omkring en uge. Samtidig sparer Aarhus Universitetshospital den langvarige dialog med udenlandske leverandører omkring udformningen af implantaterne, da man vil kunne udnytte egne ingeniørkompetencer til at designe dem.

På grund af den store risikostyring, som er påkrævet, når 3D-printede implantater skal ind i kroppen, bliver første skridt er at etablere et kvalitetsledelsessystem på Teknologisk Institut specifikt til medicinsk udstyr og implantater. På den måde er der fuldstændig styr på materialer og overflader – med fuld dokumentation. Det er naturligvis en investering, men for Teknologisk Institut giver det god mening.

- Ud over 3D-print har vi på Teknologisk Institut en række kompetencer, der spiller ind i dette område:
Fx udvikling af coatings, som integrerer godt med knogler, specialviden om biokompatibilitet og en kvalitetsafdeling til funktions- og materialetest. Derfor ser vi et stort potentiale – ikke mindst i forhold til videre forskning og nye internationale samarbejder. Det er noget både Teknologisk Institut og Aarhus Universitetshospital har fokus på, lyder det fra Lasse Haahr-Lillevang, konsulent på Teknologisk Institut.

Teknologisk Institut og Aarhus Universitetshospital er netop nu i gang med at søge et Grand Solutions projekt hos Innovationsfonden, som har til formål at udvikle de løsninger, der sikrer lokal og hurtig 3D-print til hospitalerne.