Д-р Преслав Пенев: 3D моделирането - нова стъпка в лечението на фрактури

Д-р Преслав Пенев, д.м., завършва Медицински университет - Варна през 2010 г. След дипломирането си започва работа като ортопед-травматолог в болница “Св. Анна” в морския град. През 2016 г. защитава успешно дисертационен труд на тема “Съвременни аспекти на диагностиката и лечението при лигаментарни увреди на латералната колона на глезенната става“ и придобива научно-образователна степен “доктор”. Защитава успешно магистратура по Здравен мениджмънт през 2017 г.

Специализирал е хирургия на глезен и ходило при проф. Фабиан Краус - Inselspital, Берн, Швейцария, и проф. Каятан Клос - “Katholisches Klinikum Mainz”, Германия.

Провел е двумесечна специализация в “AO Research Institute Davos”, Швейцария, със специфична насоченост - диагностика и лечение на Лисфранк увреди.

Ръководител е на проект “Изграждане на диагностичен и терапевтичен алгоритъм при пациенти с остра предно- латерална глезенна нестабилност”, финансиран от Министерството на образованието и науката. Притежава сертификати за сонография, артроскопия и др. Член е на управителния съвет на Регионалната колегия на БЛС - Варна. Членува още в БОТА (Българска ортопедична и травматологична асоциация); БААСТ (Българска асоциация по артроскопия и спортна травматология); БДХХГ (Българско дружество по хирургия на ходилото и глезена); ESSKA (European Society of Sports Traumatology, Knee Surgery and Arthroscopy).

- Д-р Пенев, какви предимства дава 3D принтирането на хирурга-ортопед?

- 3D принтирането или 3D реконструкцията дава няколко съществени предимства. Първото от тях е, че дава възможност за предоперативно планиране - при сложни фрактури, които са многокомпонентни, полифрагментни, засягат вътреставната повърхност. Предоперативно се прави скенер, след което костната структура на съответния пациент и счупената област се принтират от този 3D принтер в абсолютно точните и еднакви размери, като на пациента. Преди самата операция тези фрагменти предоперативно могат да се фиксират, да се извърши тяхното наместване. Нещо като тренировка - кой фрагмент накъде да се насочи... 

Слагаме на бюрото тези костици и ги наместваме една спрямо друга. Това ни дава много точна и добра информация откъде да бъде оперативният достъп, също така - какви импланти да поставим например. Повечето импланти, които се използват в ортопедията и травматологията, се стандартизират. Някои от тях са анатомично контурирани, но анатомията на всеки човек е различна, като това зависи от пола, възрастта, от самата конструкция на пациента. 

Буквално, с това предоперативно планиране можем да моделираме импланта така, че той да си пасне максимално точно към счупената кост, която предварително сме наместили. Всичко това води до много по-точни и конкретни познания за самата фрактура на дадения пациент. Предимството е, че намалява оперативното време, много по-атравматично е за пациента. Намалява и времето на действие на анестезията и на рентгеновото облъчване. В някои от случаите е възможно даже да не се прави голям хирургичен разрез, а да се работи с миниинвазивни достъпи: ако предварително знаем как да наместим дадения фрагмент, може да го направим и през кожата, след което да го фиксираме с едно или две винтчета през много по-малък достъп от обикновено.

Д-р Преслав Пенев

- Какво, всъщност, представлява самото 3D принтиране?

- Това е един принтер, който работи въз основа на различни данни. В нашия случай данните са от скенер, компютърна томография или ядрено-магнитен резонанс. Тези данни преминават през специфична обработка и принтерът принтира след това 3D образа - т.е., структура, която е изцяло еднаква с тази, която е сканирана и на която са зададени параметрите. Всъщност, държим реално, абсолютно съвършено копие на счупената кост на пациента и тя е триизмерна.

- Освен в травматологията, в кои други случаи намира приложение 3D принтирането?

- Намира приложение и в ортопедията, когато се правят различни оперативни интервенции в областта на костите, с цел да се промени дължината, ъгълът. Това са различни остеотомии с цел корекция на даден деформитет. Също така, има място и при ендопротезирането. Когато предварително се принтира аналогичният образ на костта, на този макет можем с голяма точност да определим ъгъла на прерязването и откъде да мине разрезът. Т.е., оперативната интервенция става абсолютно точна и се минимизират почти на 100% рисковете от неправилното и неточно прерязване на костта. Което също е много голямо предимство, тъй като в някои случаи разрезът на костта, ако е с няколко милиметра по-горе или по-долу от необходимото, кракът или ръката съответно може да се скъси, да се получи недостатъчна или хиперкорекция. С този метод оперативната интервенция е максимално коректна.

- Какво развитие предстои на 3D  принтирането в близко бъдеще?

- Бъдещето в тази посока е 3D принтирането да изработи цялостно дадения сегмент от засегнатата кост от биопоносими материали - хидрокси апатит, керамика и други, което ще позволи директно заместване на определения повреден или разрушен сегмент на скелета.

Да, първата част е свързана с използването на 3D  принтирането за предоперативното планиране и подготовка. А втората и третата стъпка от проекта ще са насочени към изработването на индивидуални импланти, които да се поставят например при костен дефицит. Такъв проект ще стартираме най-вероятно от следващата година при пациенти със загуба на една от костите на ходилото, която се нарича талос или след едно друго заболяване, което обикновено се наблюдава при счупване на тази кост - асептична некроза. При тези пациенти се провежда компютърна томография на здравата кост на другия крак. След това й се прави огледален образ и се принтира от специфичен материал, който на този етап сме избрали да е алумино-керамика. Така се нарича материалът, който наподобява изключително керамика, но е подходящ за 3D принтиране, тъй като в началото е течен, за да даде възможност за принтиране, след което се втвърдява и става като керамика. Идеята на този проект е при тези пациенти, които имат загуба на костта или тя е силно деформирана, да се постави изкуствена такава, която е абсолютно идентична с предходната кост, преди да се загуби или преди да се деформира.

- Какво означава биопоносим материал?

- Това са материали, които не алергизират, имат достатъчна устойчивост, за да се използват в ортопедията и травматологията. Също така, има и други материали, например хидрокси апатитът. Той и в момента се прилага в ортопедията и травматологията, но ние ще го използваме в течна форма, в която да може да се принтира и след това да се втвърдява. Може да се използва при загуба на отделен компонент от костта. Например, след тежки пътнотранспортни инциденти, когато липсва даден участък от костта. Чрез това принтиране на хидрокси апатита може да се замести същата част, която липсва. Този материал е поносим за пациента и е много удачен като вариант.

- Правилно ли ви разбрах, искате да кажете, че ако при катастрофа или друг инцидент, човек загуби пръста си например, или част от крака, може да го възстановите чрез 3D принтирането? Звучи като фантастика...

- Да, точно така! Но важно условие това да се случи, е да бъдат запазени меките тъкани. Защото, ако те не са съхранени, поставянето на нова изкуствена кост няма да реши проблема. Това 3D принтиране наистина дава воля на въображението, защото открива възможност да се реализират много нови неща, които не са правени до момента и които да са изключително полезни за пациентите, тъй като се създават нови методи за лечение. 

Перспективата е да изграждаме части от кости или да заместваме цели кости с алумино-керамика. Това е изключително иновативен метод, който все още не се поема от нито една клинична пътека. 

Милена ВАСИЛЕВА