Wkrótce wszystkie szpitale mogą mieć na wyposażeniu drukarki 3D, zdolne do tworzenia specyficznych dla pacjenta, trójwymiarowych modeli i narzędzi niezbędnych do diagnozy, leczenia, edukacji pacjenta, planowania operacji i poradnictwa na sali operacyjnej.
Szpital dziecięcy Sant Joan de Déu w Barcelonie po raz pierwszy zlecił wydruk 3D w 2013 r., aby pomóc w zaplanowaniu złożonej pediatrycznej procedury onkologicznej. Chirurdzy potrzebowali więcej informacji, aby przygotować się do leczenia dziecka.
Od tego pierwszego przypadku planowania leczenia, zespoły w szpitalu odkryły zastosowania druku 3D w sześciu specjalizacjach chirurgicznych, co doprowadziło do utworzenia jednostki zajmującej się drukiem 3D, w celu lepszej koordynacji tych potrzeb.
Specjalistą ds wytwarzania przyrostowego, który jest liderem w zastosowaniach tej technologii w szpitalach, jest multidyscyplinarny zespół osób koordynowany przez Arnau Valls Esteve, inżyniera ds. Badań i rozwoju z doświadczeniem w opiece zdrowotnej. Dzieli się on spojrzeniem z wnętrza szpitala, w jaki sposób korzystanie z desktopowej drukarki 3D prowadzi do wyszukiwania nowych sposobów leczenia i przyczynia się do ich lepszych wyników.
Wysoki popyt na druk 3D w szpitalu
STUDIUM PRZYPADKU W SKRÓCIE
| Rodzaj druku: | Modele medyczne, narzędzia, przyrządy; części prototypowe |
| Technologia | FFF |
| Przemysł: | Opieka zdrowotna |
| Objętość druku 3D: | 2-3 wydruki tygodniowo / 70+ rocznie |
| Materiał do druku: | PLA, ABS, tworzywa termoplastyczne klasy medycznej |
| Wybrana drukarka: | BCN3D Sigma R19 |
| Inwestycja w drukarkę: | 3300 $ |
| Oszczędność czasu: | 30% skrócenie czasu operacji |
| Czas do zwrotu z inwestycji: | Oczekiwany: 1 rok |
„Nasze pierwsze wykorzystanie wydruków 3D, to badania i zastosowania pilotażowe, głównie w zakresie planowania chirurgicznego, onkologii dziecięcej i chirurgii rekonstrukcyjnej” – mówi Valls. „Od 2013 do 2015 roku z roku na rok obserwowano wzrost zapotrzebowania ze strony coraz większej liczby chirurgów, dlatego zdecydowaliśmy się stworzyć wewnętrzny oddział z personelem, aby stworzyć własny, najlepszy model wdrożenia tej technologii w szpitalu”.
Szpital do końca 2015 r. współpracował wyłącznie z zewnętrznymi dostawcami, aby zaspokoić swoje potrzeby w zakresie druku 3D – i nadal współpracuje z niektórymi zewnętrznymi dostawcami – ale ten znaczący wzrost wykorzystania zainspirował genezę działu druku 3D. Wdrożenie nowych wewnętrznych możliwości wymagało poważnych badań: które drukarki 3D będą działać najlepiej i do czego zostaną wykorzystane? Ile kosztowałaby drukarka 3D i materiały do druku? Jaki byłby wpływ kliniczny i jak zostałyby spełnione potrzeby i przepisy dotyczące bezpieczeństwa? Dopiero po udzieleniu odpowiedzi na te ważne pytania, jednostka druku 3D mogła wystartować – i wystartowała.
Wiele potrzebnych modeli, które miały służyć do symulacji i szkoleń, można by wykonać w szpitalu, dzięki czemu możliwe byłoby obniżenie kosztów, względem zamawiania ich od firm zewnętrznych.
Mając to na uwadze, w 2015 r. Szpital dziecięcy SJD Barcelona jako pierwszy zakupił drukarkę 3D firmy BCN3D z siedzibą w Barcelonie. Valls wyjaśnia, że szpital zbudował silne relacje z lokalnym producentem drukarek 3D, a także z uniwersytetem – CIM-UPC, Centrum Technologiczne UPC (Politechnika Katalońska) – początkowo był to oddział, ponieważ centra technologiczne obszaru są dobrze skomunikowane.
„BCN3D Sigma to najlepsza drukarka 3D w swoim przedziale cenowym; działa dobrze i wiedzieliśmy, że mamy kontakt z producentem, więc zdecydowaliśmy się wybrać tę drukarkę, a nie inne. Inne opcje na rynku nie miały dwóch głowic jak BCN3D Sigma, co uważamy za całkiem przydatne. Używamy różnych materiałów, takich jak ABS lub PLA i uważamy, że łatwe usuwanie materiału podporowego jest bardzo przydatną funkcją. Ważny był dla nas również fakt posiadania w naszym mieście wsparcia, którego większość dostawców nie ma ”- mówi Valls.
Szeroki wachlarz technologii spełniających wyjątkowe potrzeby
Począwszy od pierwszego modelu Sigma w 2015 r., szpital został dodatkowo wyposażony w model Sigma R19. Sigma R19 jest jedną z kilku drukarek 3D, wśród urządzeń pracujących w technologii FDM, PolyJet i SLA, wykorzystywanych do zaspokojenia ogólnych potrzeb jednostki druku 3D w szpitalu. Łatwość pracy z drukarkami BCN3D sprawia jednak, że są one w znacznym stopniu wykorzystywane do tworzenia modeli anatomicznych dostosowanych do pacjenta, spersonalizowanych narzędzi chirurgicznych, a także prototypowych części urządzeń medycznych.
Pod wieloma względami jednostka szpitalna, zajmująca się drukiem 3D nie zwraca się w stronę tej technologii, jako zamiennika dla starszych metod pracy; opracowuje zupełnie nowe sposoby działania.
„To nowy sposób planowania operacji; wcześniej korzystano tylko z obrazu i wiedzy chirurga, radiologa i lekarzy ”- wyjaśnia Valls. „Teraz, gdy druk 3D i obrazowanie 3D są tego częścią, jest to nowe: wcześniej brakowało alternatywy. Używamy druku 3D w ponad 70 planowanych operacjach rocznie. ”
Z danych szpitala z 2018 roku wynika, że Zakład Druku 3D brał udział w:
- 70+ operacjach
- 4 projektach europejskich
- tworzeniu 1 wyrobu medycznego
- 1 kursie uniwersyteckim
- 4 projektach badawczo-rozwojowych
- 8 publikacjach
W ciągu zaledwie roku użytkowania, zwrócił się koszt zakupu drukarki BCN3D. Valls wyjaśnia, że „mogliśmy zobaczyć zwrot inwestycji jeszcze przed rokiem; zależy to od zapotrzebowania na liczbę spraw w danym roku ”.
Modele 3D skracają czas operacji
Chociaż Valls odmówił ujawnienia oszczędności finansowych wynikających z wewnętrznego drukowania 3D, z naciskiem podkreślał znaczenie oszczędności czasu, o których informują chirurdzy: „Czas operacji możemy skrócić o 30%, co z konieczności oznacza, że redukcja kosztów jest dość znacząca dla sali operacyjnej. Nadal istnieją koszty związane z drukowaniem 3D i wykorzystaniem materiałów, ale przy tych samych ogólnych kosztach możesz spędzić mniej czasu na operacji, a więcej na planowaniu. Jest to lepsze dla pacjentów, ponieważ spędzają mniej czasu w znieczuleniu i mogą szybciej wracać do zdrowia.”
Wyjaśnił, że harmonogram planowania jest dłuższy – ale ten dodatkowy czas spędzony przed salą operacyjną oznacza mniej nerwowego czasu dla pacjenta. Zespół chirurgiczny pracujący nad przypadkiem pacjenta, może już mieć praktyczne zrozumienie dokładnej anatomii, z którą się spotka, a nawet ćwiczyć przed zabiegiem, aby zapewnić płynną operację.
„Ze względu na czas i cenę ma to dla nas sens: to jest klucz” – mówi Valls. „Posiadanie drukarki 3D w laboratorium wewnątrz szpitala, która jest używana przez cały rok, pomaga naszym pacjentom. Otwiera również drzwi do udziału w interesujących dla szpitala projektach badawczo-rozwojowych. Naprawdę możemy pomóc europejskiej medycynie w rozwoju, ponieważ wszyscy działamy w oparciu o produkcję dodatków medycznych ”.
W przypadku innych szpitali rozważających zakup drukarki 3D do swoich laboratoriów, Valls jest przekonany, że gdy personel medyczny dostrzeże i zrozumie korzyści, będzie w stanie poprowadzić procedurę zakupu oraz wdrożenia pracy z drukarką 3D. Nie tylko szybko rozwija się sama technologia druku 3D, ale także zrozumienie przez lekarzy i chirurgów jej praktycznego zastosowania w ich pracy. „Jeśli chodzi o inwestycje, trzeba wziąć pod uwagę ewolucję technologii i przepisów, a także popyt” – radzi.
Jednak w przypadku szpitala dziecięcego SJD Barcelona zapotrzebowanie to rośnie, ponieważ nadal dostrzegają korzyści w zakresie opieki nad pacjentami. Dzięki lepszym symulacjom oraz szkoleniom zmniejszającym ryzyko komplikacji, a także zwiększeniu wydajności, wprowadzenie wewnętrznego drukowania 3D pomogło temu szpitalowi zrobić krok naprzód, jako liderowi hiszpańskiej opieki zdrowotnej.
Szpital planuje w przyszłości pogłębić swoje zaangażowanie w drukowanie 3D dzięki nawigacji w rzeczywistości rozszerzonej (AR), śledzeniu pacjentów i urządzeń oraz biodruku narządów na horyzoncie. Valls mówi, że jeśli chodzi o etapy wczesnego planowania, „drukowanie 3D może zrewolucjonizować sposób wykonywania operacji” – a także w dłuższej perspektywie „w przypadku druku biologicznego, mamy nadzieję, że pewnego dnia to też zobaczymy”.
