Zum dritten Mal fand im Mai in Mainz die internationale Konferenz zum 3-D-Druck statt.

Dr. Jutta Jessen, Weinheim

Kaum ein Bereich der Medizin entwickelt sich so schnell wie der 3-D-Druck und das 3-D-Bioprinting. Als multidisziplinärer Ansatz fokussiert die Technik das Know-how verschiedener Disziplinen. Priv.-Doz. Dr. Tobias Nowak, verantwortlicher Oberarzt für Revisionsendoprothetik an der Hüfte und Beckenrekonstruktion im Zentrum für Orthopädie und Unfallchirurgie der Universitätsmedizin Mainz erläutert, welche 3-D-Druckverfahren bereits im Einsatz sind.

M&K: Welche Erfahrungen haben Sie persönlich mit patientenspezifischen 3-D-gedruckten Implantaten? Wo und in welchen Fällen setzen Sie diese ein?

Priv.-Doz. Dr. Tobias Nowak: Hier in der Universitätsmedizin Mainz im Zentrum von Orthopädie und Unfallchirurgie haben wir sehr weitreichende Erfahrungen. Zum einen verwenden wir 3-D-gedruckte Implantate in der primären Knieendoprothetik. Wir haben hier ca. 230 Fälle zurzeit operiert. Wir verwenden dort zwei unterschiedliche Hersteller und haben sehr gute Erfahrungen damit gemacht. Die Primärendoprothetik im Kniegelenkbereich profitiert auf jeden Fall von einer Individualisierung, weil gerade im femoralen Bereich sehr große Variabilitäten in der Anatomie vorkommen. Der nächste Punkt, wo wir 3-D-gedruckte Implantate verwenden, ist die Revisionshüftendoprothetik bei ausgedehnten acetabulären Defekten. Bei ausgedehnten Knochendefekten verwenden wir individuell angepasste Titanimplantate. Wir haben sehr gute Ergebnisse mit diesen individuell angepassten Implantaten, weil sie sehr gut funktionieren, aber auch eine sehr hohe Stabilität für den Patienten bringen, sodass er in der Folge voll belasten kann.

Welche Arbeitsschritte sind im Einzelnen nötig? Wie aufwendig ist die Integration dieser 3-D-Technik in bestehende Strukturen?

Nowak: Wir müssen bei allen 3-D-gedruckten Projekten eine Schnittbildgebung erstellen, d. h., wir brauchen präoperativ eine CT-Untersuchung. Diese wird bei uns in der Klinik für Radiologie angefertigt. Und wir bekommen dann die Daten entweder in digitaler Form oder in Form einer CD-ROM. Die Daten werden dann an den Hersteller gesendet bzw. auf einen externen Server hochgeladen. Und dann erfolgt dort beim Hersteller z. B. Materialise die Planung der Implantate. Nach der Planung oder im Zuge der Herstellung wird mehrfach auf die chirurgische Expertise zurückgegriffen. Der Planungsvorschlag wird vom Chirurgen angesehen und entweder abgesegnet oder auch noch mal verbessert. Und nach einer abschließenden Kontrolle oder nach einem Abschluss wird dann das Implantat auch beim Hersteller gefertigt.

Dieser Prozess dauert dann insgesamt ungefähr wie lange?

Nowak: Die Implantatherstellung dauert ungefähr sechs bis zehn Wochen. Von unseren Ressourcen her findet keine weitere Belastung statt. Wir bekommen dann vom Hersteller ein anatomisches Modell sowie das Titan-Implantat geliefert und können das quasi direkt implantieren.

Welche Vorteile bietet die Technik in der täglichen Praxis? Und wo liegen die Vorteile für den Patienten?

Nowak: In der täglichen Praxis ist es so, dass die Implantation von 3-D-gedruckten Implantaten etwas anders funktioniert als die Implantation von Standardimplantaten. Wir haben Zielvorrichtungen, Zielgeräte, die etwas anders platziert werden. Insgesamt wird dadurch die chirurgische Arbeit erleichtert. Meist ist die OP auch mit geringerem Zeitaufwand verbunden. Für den Patienten bedeutet Individualisierung des Implantates eine größtmögliche Passgenauigkeit für den individuellen Knochen und damit auch die Möglichkeit, eine sofortige Vollbelastung auszuüben. Natürlich muss sich die Muskulatur auch erst wieder an Belastung gewöhnen. Bei uns war beispielsweise eine Frau, die eineinhalb Jahre ganz ohne Hüftgelenk war, d. h., sie hatte diese Extremität gar nicht belastet und saß vorwiegend im Rollstuhl oder lag im Bett. Dann ist es natürlich so, dass die ganze Muskulatur erst einmal wieder gekräftigt werden muss. Und das braucht natürlich Zeit und auch sehr viel Physiotherapie. Und es ist sicherlich auch so, dass man da nicht wieder auf 100 % kommen wird. Aber die Patientin profitiert so, dass sie wieder normal am Leben teilnehmen kann. Sie kann stehen, und das Beste ist, dass sie die alltäglichen Dinge ohne Krücken, ohne Gehwagen durchführen kann. Und dafür ist natürlich diese primäre Stabilität, die so ein Implantat bietet, sehr wichtig.

Häufig werden mit dieser Technik ja besonders schwierige Fälle behandelt. Wie sieht es mit der Kostenübernahme für diese personalisierten Implantate aus?

Nowak: Die Kostenübernahme ist auch hier natürlich ein Problem, weil vom MDK auch erwartet wird, dass wir Einzelfallbegründungen machen, gerade für primäre Endoprothetik. Und diese Einzelfallbegründungen werden aber weitestgehend akzeptiert. Es sind immer wenige Fälle, die natürlich strittig sind, wo der Patient auch mit dem Wunsch an uns herantritt, individuell versorgt zu werden, und er eigentlich eine relativ normale Anatomie hat. Aber ich meine, mit dem Hintergedanken, dass man sagt, man macht weniger, man entfernt weniger Knochen durch die individualisierten Implantate und hat dann beim jungen Patienten jetzt z. B. wieder mehr Möglichkeiten für eine drohende Revisionschirurgie. Sagen wir mal, wenn der Patient nach 15, 20 Jahren ein Wechsel-Kniegelenk braucht, haben wir einfach mehr Knochen noch übrig, wo wir ein neues Implantat, ein größeres Implantat verankern können. Und das kann man natürlich jungen Patienten schlecht ablehnen als MDK.

Welche Patienten werden vornehmlich mit den personalisierten Implantaten versorgt?

Nowak: Es sind vornehmlich die jungen Leute. Das muss man sagen. Jung heißt, in diesem Fall zwischen 40 Jahre und 60 Jahre.

Ganz neu ist die Technik nicht mehr, gibt es bereits Langzeitstudien zum Einsatz der Prothesen aus dem 3-D-Drucker z. B. bzgl. der Haltbarkeit? Was sind Ihre Erfahrungen?

Nowak: Es gibt wenige Studien, die langzeitigere Ergebnisse, ebendiese 10-Jahres- Ergebnisse, präsentieren. Sie haben da sehr gute Ergebnisse. Wir selbst führen gerade zwei Studien mit Individualimplantaten durch. Unser vom GBA mit 5,1 Mio. € gefördertes Innovationsgsprojekt „PROMISE“ wird uns hier auch weitere Ergebnisse liefern. Vor allem die individualen Revisionsimplantate können wir sehr stabil im Knochen verankern. Und eigentlich auch von der Gleitpaarung her sind wir optimistisch, dass die Langzeitergebnisse nicht schlechter sein werden als mit Standardimplantaten.

Also deutet zumindest momentan nichts darauf hin, dass die Verwendung der individuellen Prothesen aus dem 3-D-Drucker irgendwelche Nachteile im Vergleich zu den Standartprothesen aufweist?

Nowak: Es deutet nichts darauf hin. Dasselbe Titan wird verwendet, dieselbe Titanlegierung. Und auch vom Kunststoff, die Gleitpaarung, also das, was dann wirklich die Bewegung ausmacht, ist ein Standardkunststoff, der eben auch in primären Standardprothesen verwendet wird, mit einem Keramikkopf. Und das hat nicht nennenswert mehr Abrieb als jetzt ein herkömmliches Implantat.

Wo sehen Sie Entwicklungspotential, was würden Sie sich von Herstellerseite wünschen?

Nowak: Es wäre natürlich wünschenswert, wenn man In-House-Implantate produzieren könnte, gerade im Frakturbereich, sodass man frische Frakturen mit individualisierten Implantaten versorgen könnte. Einen humanen Knochen ausdrucken zu können, wenn ein Defekt vorherrscht, und den dann auch direkt implantieren zu können, das wäre eine Zukunftsvision, wovon ein Orthopäde/Unfallchirurg träumen würde. Und insgesamt wäre es natürlich schön, wenn eine Kostenreduktion dieser Technik auch durchschlägt in den nächsten Jahren.

Zur Person
Priv.-Doz. Dr. Tobias Nowak, verantwortlicher Oberarzt für Revisionsendoprothetik an der Hüfte und Beckenrekonstruktion im Zentrum für Orthopädie und Unfallchirurgie der Universitätsmedizin Mainz erläutert, welche 3-D-Druckverfahren bereits im Einsatz sind.