Deze man kan weer lopen dankzij de 3D-printer

Rick Duwel uit Almere is zestien jaar en heeft voor zijn leeftijd veel te vaak een ziekenhuis van binnen gezien als hij naar de spoeddienst van UMC Utrecht wordt gestuurd. Rick heeft neurofibromatose, een zeldzame aandoening waarbij gezwellen ontstaan rondom de wervelkolom, en die zijn wervels zo stabiel heeft gemaakt als de stokjes van een potje mikado.

Zijn rug is – ondanks de staven die de boel op zijn plek moeten houden – dubbel geklapt; hij moet met spoed worden geopereerd om de dwarslaesie in wording te voorkomen. De enige voorlopige oplossing is een zogenoemde halo, een stalen ring om het hoofd die de chirurgen met schroefjes in zijn schedel boren, om zo zijn hoofd en rug op hun plek te houden en de zenuwen en het ruggenmerg te ontlasten. Geen constructie om een zestienjarige jongen de rest van zijn leven mee te laten rondlopen.

En dus bespreekt orthopedische chirurg Moyo Kruyt het geval van Rick met zijn collega’s in een ‘ingewikkelde-gevallen-overleg’. Belangrijkste probleem: Rick mist steun aan de voorkant van zijn rug. Normaal gezien geven de wervels die steun. Nu zijn een stuk of zes daarvan hier niet meer toe in staat omdat ze zijn verwrongen tot ‘de meest onmogelijke vormen’.

Er moet dus een implantaat worden ontwikkeld dat de brugfunctie van borstkas tot nek kan overnemen. Ingewikkeld, want in Ricks lichaam bevinden zich op die plek niet alleen die onmogelijke wervels, maar ook ‘nare tumoren’, de vertakkingen van de luchtpijp richting de longen, zijn aorta, zijn hart. Kruyt: “Als er dan iets uitsteekt, adem je niet meer.” Het implantaat zal dus op maat gemaakt moeten worden, tot op de millimeter nauwkeurig. Oplossing: de 3D-printer.

Opmars

“3D-printen is bezig met een opmars in de zorg”, zegt Thomas Maal, hoogleraar 3D-technologie in de gezondheidszorg aan het Radboudumc in Nijmegen en niet bij het onderzoek betrokken. Delen van de onderkaak, chirurgische hulpmiddelen, hartkleppen, heupkommen, ontbrekende stukjes schedel, maar ook botimplantaten waarop mensen van wie het been is geamputeerd hun beenprothese kunnen klikken, komen uit de printer. “Ook voor problemen aan de wervelkolom zijn al eerder 3D-geprinte implantaten gebruikt”, zegt Maal, “maar deze variant nog nooit. Dit is een innovatieve stap in de ontwikkeling van patiëntspecifieke implantaten.”

Sponsachtig

Een van de “enorme voordelen van metaal printen”, zegt chirurg Kruyt, is dat je een geleidelijke overgang kunt maken van poreus naar massief, van een sponsachtig implantaat naar een solide staaf. Aan het uiteinde van de constructie die artsen en ingenieurs voor Rick ontwikkelden zitten minuscule gaatjes. “Rick moet er de rest van zijn leven op kunnen lopen. Daarom moest het implantaat zo poreus zijn dat het bot kan ingroeien in het implantaat. Als je iets vastmaakt zonder ingroei, woelt het ijzer zich los.”

En ook al zo ‘fenomenaal’: op de computer is precies te tekenen wat de vorm van het implantaat moet zijn om geen zenuwbanen en bloedvaten te raken. De vervormde wervelkolom en de ruggesteun zijn in plastic proefgeprint om zeker te weten dat het ontwerp klopte. Aangezien nog nooit iemand ter wereld zo’n groot hulpstuk op die plek het lichaam had ingebracht en de consequenties bij een mislukte operaties levensgroot zouden zijn, oefenden de Utrechtse medewerkers op lichamen die aan de wetenschap ter beschikking waren gesteld. Toen ze zeker wisten dat het zou moeten lukken, volgde veruit de meest ingewikkelde stap: het papierwerk.

Normaal gesproken, zegt Koen Willemsen, arts en 3D-specialist van de afdeling orthopedie, pak je een implantaat van de plank en dan buig en timmer je dat op maat. Dan is aan alle keuringen en veiligheidsvoorschriften al voldaan door de hulpmiddelenleverancier. Wanneer je als ziekenhuis zelf de patiëntspecifieke implantaten laat printen, kom je, zegt Kruyt, in een “juridisch niemandsland terecht waarin niemand weet wat de bedoeling is van de implantatenwetgeving”.

Maar als niemand het weet, dachten ze in Utrecht, “kunnen we dat maar beter netjes zelf uitvinden”. De blauwdruk die ze aan de hand van Ricks rug hebben ontwikkeld voor het testen en juridisch dichttimmeren van huisgemaakte implantaten publiceren de Utrechtse wetenschappers vandaag in The Lancet Digital Health. Willemsen: “We maken het nu ook voor andere ziekenhuizen mogelijk dit soort spectaculaire dingen te doen.” En de grap is, zegt Kruyt, “zo bypassen we de medische industrie die nog steeds veel te veel geld verdient met zijn implantaten.”

Voor Rick en zijn artsen volgde nog één belangrijke handeling: de operatie zelf. Een anticlimax, zegt Kruyt. “Elk stapje hadden we geoefend. Normaal passen wij ter plekke nog dingen aan. Nu hadden we iets dat precies paste. Het was een buitengewoon eenvoudige operatie.” Rick is trots dat hij de eerste ter wereld is met 3D-geprint titanium implantaat. Hij kan weer lopen, al zijn contactsporten uit den boze. “En ik mag geen koprollen maken.”