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Interview

iRSM: Von der wiederherstellenden Krebschirurgie zu COVID-19-Abstrichtupfern

Das Institute for Reconstructive Sciences in Medicine (iRSM) wurde vor mittlerweile 27 Jahren ins Leben gerufen und ist spezialisiert auf die wiederherstellende Chirurgie von Kopf- und Halspartien bei Krebspatienten. Als Pionier von Technologien mit digitalen Arbeitsabläufen nutzt man dort schon seit langem 3D-Druck für medizinische Anwendungen, um die Ergebnisse bei den Patienten zu verbessern.

Als die COVID-19-Pandemie im Jahr 2020 Kanada erreichte, wandte sich Alberta Health an das iRSM, eine nach Klasse 1 zertifizierte medizinische Einrichtung. Im Folgenden erfahren Sie, wie das iRSM bessere Patientenergebnisse mithilfe von 3D-Druck erzielte und wie Executive Director Dr. Hameed Khan und sein Team aus dem Nichts auf die Produktion von mehr als 40 000 Abstrichtupfern pro Woche hochfuhren.

3D-Druck besserer Patientenergebnisse: wiederherstellende Techniken

Der Genesungsprozess nach einer Krebsoperation ist oft zermürbend, da die Patienten verlorene Fähigkeiten wiedererlangen müssen. Um den Patienten dabei zu helfen, investierte das iRSM 2008 erstmals in 3D-Druck. Das Institut zählt also zu den ersten, die betriebsinternen Desktop-3D-Druck einführten. Sobald das iRSM zuversichtlich beweisen konnte, dass 3D-Druck bessere Patientenergebnisse ermöglicht, erfreute sich die Technologie auch in den anderen Abteilungen steigender Beliebtheit. Mehrere interne Gruppen schafften sich Drucker an: die Knochenleitungshörklinik, die Logopädie, das Gesichtsrekonstruktionsprogramm, die Kieferwiederaufbau- und -rehabilitationsabteilung sowie die Gruppe für chirurgische Designs und Simulationen.

Ein Vorzeigebeispiel des 3D-Drucks ist die Ausstattung von Chirurgen mit patientenspezifischen Lösungen wie Schnittschablonen für Krebsoperationen. Diese Schablonen verringen sowohl die Operationszeit als auch das Risiko von Kunstfehlern. Früher untersuchten Chirurgen zweidimensionale Scans eines Patienten, um die Position des Tumors zu verstehen und die beste Vorgehensweise zur Entfernung des Krebsgeschwürs zu bestimmen. Mit maßgefertigten Schnittschablonen verringern Chirurgen sowohl die Vorbereitungs- als auch die Eingriffszeit. Dank geringerer Risiken und beschleunigter Operationen sieht das iRSM biokompatible Chirurgieschablonen aus den 3D-Druckern von Formlabs als große Gelegenheit, den Einsatz in den kommenden Jahren noch weiter auszubauen.

„Unsere Entscheidung beruht auf den Patientenergebnissen und die machen es Labors leicht, die Investition zu rechtfertigen.“

Dr. Hameed Khan

Bekämpfung von Lieferengpässen

Schon zu Beginn der COVID-19-Pandemie gingen die Techniker am iRSM davon aus, PSA wie Schutzvisierhalterungen und Verteiler für Beatmungsgeräte mit 3D-Druck herstellen zu müssen. Doch erkannte das Team schon bald, dass dringender Bedarf an Abstrichtupfern für die Tests bestand. Als es offensichtlich wurde, dass die Regierung Albertas die täglichen Testziele nicht erreichen würde, schaute sich das Team am iRSM nach möglichen Lösungen um.

So stieß das iRSM-Team bei Formlabs auf wie es sagte: „Eine umfassende Lösung für Abstrichtupfer – mit Drucker, biokompatiblen Kunstharzen und STL-Dateien.“ USF Health und Northwell Health hatten mithilfe der 3D-Drucker von Formlabs die ersten Abstrichtupferprototypen entwickelt, aus biokompatiblen, autoklavierbaren Kunstharzen. Und deren Abstrichtupfer-Dateien standen jetzt auch anderen Institutionen zur Verfügung.

Mit diesen Informationen und nach entsprechender Validierung nutzte das iRSM erneut den 3D-Druck, diesmal aber in größerem Umfang.

Das iRSM investierte in 22 Drucker des Typs Form 3, um die Produktion 3D-gedruckter Abstrichtupfer als Reaktion auf COVID-19 massiv zu erhöhen. Nach Ankunft der Druckerflotte benötigten die Techniker eine ganze Woche, um den idealen Druckprozess auszuloten. Das Ziel war es, die Drucker rund um die Uhr arbeiten zu lassen, um 40 000 Abstrichtupfer pro Woche zu drucken. Mit einer solchen Menge konnte die Einrichtung einen entscheidenden Beitrag zu Albertas monatlicher Abstrichtupferproduktion leisten. Die Angst vor einer zweiten Welle bedeutete außerdem, dass das Institut selbst bei der sinkenden Testnachfrage im Sommer 2020 bereits einen Vorrat für den Herbst anlegte.

Laut Dr. Khan war die Einrichtung unkompliziert. „Wir hatten ein paar Problemchen hier und da. Es hat eine Woche gedauert, bis wir die neue Druckerflotte voll im Einsatz hatten. Wir wollten dabei sicherstellen, dass die Abstrichtupfer rund um die Uhr gedruckt werden und kein Drucker Leerlauf hat.“

Zu Anfang des Ausbruchs steckte die Provinzregierung das Ziel mit 60 000 COVID-19-Tests pro Tag relativ hoch. „Ich habe der Regierung klar gesagt, dass wir diese Ziele ohne 3D-Druck nicht erfüllen. Wir sind sogar kurz davor, in unsere Druckerflotte zu investieren, damit wir die Kapazitäten noch weiter ausbauen.“

Dr. Khan möchte sogar, dass das iRSM auch andere Provinzen unterstützt, indem man einen Überschuss an Abstrichtupfern druckt, die dann in jeden Winkel Kanadas versandt werden. „Alberta teilt seine PSA mit anderen Teilen Kanadas, in denen das Virus wütet. Langfristig ist es unser Ziel, Abstrichtupfer für alle bedürftigen Provinzen zu drucken.“ Als die COVID-Fälle in Kanada im Sommer 2020 abflachten, konnte das iRSM einen Teil seiner Flotte wieder der Patientenfürsorge zuführen.

Ratschläge für eine Investition in den 3D-Druck

„Legen Sie los, probieren Sie es aus! Die Lernkurve der digitalen Design-Software mag steil sein, aber sie ist es definitiv wert.“

Das iRSM ist einer der Pioniere des 3D-Drucks, seit man dort 2008 den ersten Drucker erwarb. Dank dieser etablierten Erfahrung konnte man gewiss sein, dass 3D-Drucker die richtige Lösung waren zur Bekämpfung der COVID-19-Pandemie und der damit verbundenen Lieferkettenengpässe.

Jedes Krankenhaus und dessen Belegschaft hat seine eigenen Vorstellungen und Präferenzen, wenn es um die Chirurgie geht. Dr. Khan weiß von einer steigenden Anzahl an Chirurgen, die sich dem 3D-Druck zuwenden. So erreichen die Vorteile mehr Patienten. Am iRSM hat sich seit der frühen Investition 2008 viel geändert – und so ist sich das Team sicher, dass sich die steile Lernkurve und die Jahre aus Versuch und Irrtum am Ende bezahlt gemacht haben. Eine lange Liste medizinischer Software kommt am iRSM zum Einsatz; und dies ist oft die größte Hürde für diejenigen, die sich dem digitalen Arbeitsablauf zuwenden. Letztendlich, so glaubt Dr. Khan, sind die Vorteile für die medizinische Pflege zu wichtig, als dass man sie auf Dauer ignorieren könnte – von Schnittschablonen bis zu Nothilfen bei Lieferproblemen.

Das iRSM arbeitet unter anderem mit folgender Software:

  • Materialise Mimics Innovation Suite
  • Materialise Proplan CMF
  • 3D Systems Geomagics Freeform
  • Dentsply Sirona Simplant Solution & Dental Wings coDiagnostiX
  • Geomagic Control X
  • Rhinoceros
  • 3Shape Dental System

 „Es klappt nicht immer alles beim ersten Mal. Versuch und Irrtum gehören dazu. Aber der Erfolg wird sich schon zeigen.“

Organisationen des Gesundheitswesens wie das iRSM setzen weiter auf Innovation, um den Patienten bei der Bewältigung ihrer Krebsoperationen bessere Ergebnisse zu liefern. Formlabs kooperiert mit Einrichtungen wie dem iRSM, Krankenhäusern, Gesundheitssystemen und staatlichen Stellen auf der ganzen Welt bei verschiedenen Projekten, von COVID-19-Tests, über PSA bis zu medizinischem Gerät und patientenspezifischen Lösungen.