Annonce
Podcast

3D-printere hjælper kirurger med at fjerne kræft og genopbygge smadrede kranier

Det hvide kranie er en model fra en patient, der havde en faretruende udposning på en stor blodåre i hjernen. Sådan en udposning kan resultere i en dødelig hjerneblødning, og den skal derfor fjernes. Når kirurgerne skal gøre det, hjælper modellen dem med at navigere under operationen. I det blå kranie ses sundt hjernevæv (hvidt) samt en kræftknude (rødt) hos en anden patient. Foto: Emilie Bonde Aagaard
På Aarhus Universitetshospital er ingeniører og kirurger gået sammen for at forbedre komplicerede operationer ved at 3D-printe nøjagtige kopier af hr. og fru Jensens hofter, kranier og kæber.

Bliv klog på 3D-printere i dagens Adapter. Klik herunder!

 

3D-printere: Mens du har sovet, arbejdede syv flittige og yderst selvstændige 3D-printere i Skejby på at bygge eksakte kopier af kæber, hofter og børnekranier.

Maskinerne står på fjerde sal på Aarhus Universitetshospital. Og det var sundhedsingeniør Joakim L. Lindhardt, der satte dem i gang, inden at han selv gik på weekend i fredags.

- Vi planlægger deres arbejde om dagen, i samarbejde med kirurgerne, og mindre modeller kan så blive lavet om natten. De større tager længere tid, så de bliver ofte bygget over weekenden.

Modellerne bruges, når kirurgerne for eksempel skal udskifte en ansigtsknogle, fordi der er kræft i den gamle, eller de skal gentænke et lille barns kranium, fordi det er vokset forkert sammen.


Hele tricket er, at kirurgerne ved hjælp af det her kan afprøve deres plan, inden at de starter operationen.

Joakim L. Lindhardt, AUH


Ofte er 3D-modellerne afgørende for, præcist hvordan kirurgerne griber den endelige operation an.

Tankerne bliver til ægte ting

Joakim L. Lindhardt blev fascineret af 3D-printere, længe inden at han begyndte at arbejde på hospitalet. På hobbyplan byggede han selv sin første printer i 2015.

- Jeg blev vildt fascineret af, at du kan udtænke en eller anden dims, og så stå med en prototype i hånden kort tid efter, forklarer han.

3D-afdelingen på AUH minder lidt om dr. Frankensteins laboratorium. Her ligger nøjagtige kopier af mange hundrede danskers knogler og kranier. Joakim L. Lindhardt viser nogle af eksemplarerne frem. Foto: Emilie Bonde Aagaard

3D-printerne er i stand til at bygge alverdens plastik-dimser, fordi de kan omsætte en 3D-figur på en computerskærm, for eksempel en tegning af en knogle, til en ægte fysisk kopi af knoglen.

3D-printeren er ikke ny teknologi

De første 3D-printere blev opfundet helt tilbage i 80’erne. Teknologien var dog dengang begrænset af, at computersoftwaren ikke var moden til for alvor at sætte printerne i arbejde.

Først i nullerne var computerne med, og siden er teknologien flyttet ind i flere og flere industrier, hvor der skal produceres specialdesignede nicheprodukter.

Det gør printeren ved at opbygge knoglen, lag for lag, af tynde plastiktråde, der smeltes sammen. Lidt ligesom du måske som barn har prøvet at bygge en skål i ler ved hjælp af "pølseteknikken": Ved at lægge de lange pølseformede lerklumper oven på hinanden og herefter klistre dem sammen, får du stille, men sikkert, en rigtig skål.

Det samme kan man i princippet gøre med at anrette lange tynde tråde plastik, der så smeltes sammen i en 3D-printer.

Giver bedre operationer

På hospitalet i Aarhus er teknikken blevet yderst populær i planlægningen af de allermest komplicerede operationer.

- Hele tricket er, at kirurgerne ved hjælp af det her kan afprøve deres plan, inden at de starter operationen. På den måde er chancen for at få en vellykket operation større, og operationstiden forkortes, fortæller Joakim L. Lindhardt, der i dag leder 3D-afdelingen på hospitalet.


Den branche, hvor det er mest almindeligt i dag, er høreapperat-industrien. Og det skyldes simpelthen, at man kan lave bedre høreapparater, hvis de er specialdesignet til den enkelte patients øre. Og sådan et apparat kan en 3D-printer bygge.

David Bue Pedersen, DTU


Komplicerede operationer kan tage adskillige timer, og kortere operationstid er ikke alene prisbesparende, den er også vigtig for at mindske risikoen for infektioner, komplikationer og fejl.

- Og så er det jo så smart, at vi her på computeren kan trykke "Ctrl+Z", siger Joakim L. Lindhardt og henviser til, at den tastatur-genvej omgør ens seneste handling.

Disse to modeller illustrerer en patients kæbe før og efter en operation. Patienten havde kræft i kæbeknoglen. Det blev fjernet kirurgisk, hvorefter knogler fra skinnebenet blev skåret til som ny kæbe. Operationen blev planlagt ved hjælp af 3D-modellerne. Foto: Emilie Bonde Aagaard

- Så vi kan prøve alverdens løsninger og se, hvilken der er den allerbedste. Og når vi har den, kan vi 3D-printe den, så kirurgen har en udførlig model og manual klar til operationen.

Perfekte høreapparater

På Danmarks Tekniske Universitet, DTU, sidder seniorforsker David Bue Pedersen. Han forsker i industriel anvendelse af 3D-printere og ser et kæmpe potentiale for teknikken, særligt inden for sundhedsvæsenet.

- Den branche, hvor det er mest almindeligt i dag, er høreapparat-industrien. Og det skyldes simpelthen, at man kan lave bedre høreapparater, hvis de er specialdesignet til den enkelte patients øre. Og sådan et apparat kan en 3D-printer bygge, fortæller han.

Kan 3D være klimavenligt?

Det kræver store mængder strøm at producere med en 3D-printer. Så særligt hvis strømmen kommer fra sorte energiformer, som kul og olie, er CO2-belastningen ganske høj, når 3D-printeren kører.

Alligevel kan 3D-printere spille en rolle i den grønne omstilling. For når visse produkter specialdesignes, kan det øge effektiviteten. Et eksempel er, at det er lykkedes GE Electrics at øge effektiviteten af flybrændstof med 15 procent ved at effektivisere dele af flymotorer ved at specialdesigne dem og bygge dem med 3D-printere.

Men potentialet stopper ikke der. I øjeblikket kører forskeren et projekt, hvor lægestuderende på Rigshospitalet kan øve forskellige avancerede operationsteknikker på 3D-printede modeller af forskellige kropsdele.

- Den type øvelse bliver normalt gjort på lig. Men inden man kommer så langt, kan man øve sig på 3D-modeller. Det viser sig at fungere knaldhamrende godt, det kan blive et værdifuldt værktøj, fortæller han.

Din nye 3D-printede hofte

Joakim L. Lindhardt og Universitetshospitalet i Aarhus håber, at de i fremtiden ikke blot kan printe modeller af kæber og hofter. De vil printe selve implantaterne. Så skal du have en ny hofte, vil du altså i fremtiden kunne få en, der er lavet på hospitalet, og som er en nøjagtig kopi af din egen hofte.

3D-printerne på AUH ser ikke ud af meget, men de gør altså en stor forskel for kirurgerne. Foto: Emilie Bonde Aagaard

Sådan en hofte, som typisk er lavet af titanium, kan 3D-printere nemlig også bygge. Men det kræver nogle større og mere avancerede 3D-printere, der ofte koster millioner i indkøb.

- Faktisk er det sådan, at nogle implantater allerede i dag 3D-printes. Men det bliver gjort i store, udenlandske virksomheder, og vi håber at kunne hjemtage det, så det både kan gå hurtigere og blive billigere, fortæller Joakim L. Lindhardt.

Faaborg-Midtfyn For abonnenter

Måtte fyre medarbejder, da plejehjem fik forbud mod at handle i Brugsen: Nu tager brugsuddeler hatten af for politikerne

Danmark

Helena blev kun 20 år: 'Mor, jeg har glemt mit træningstøj, jeg vender lige om nu og henter det', og så blev der helt stille