Patiëntspecifieke technieken winnen terrein

De eerste osteotomie of ascorrectie rond de knie met behulp van een op maat geprint implantaat vond deze zomer plaats in Luik. Een primeur, want in Europa waagde alvast nog niemand zich aan deze techniek. De dienst orthopedie van het AZ Monica heeft dan weer als eerste in België een eigen 3D-printlab. De toepassingen van 3D-printing zitten in de lift, en de resultaten verbluffen.

dr. Gert Van den Bogaert: “Door zijn eenvoud en nauwkeurigheid zou deze techniek de indicaties van de osteotomie kunnen uitbreiden.”

Dr. Gert Van den Bogaert doet al jarenlang onderzoek naar het verfijnen en verbeteren van de osteotomietechniek, tot voor kort een ingewikkelde en best “ambachtelijke” klus. Hij somt voor ons de voordelen van patiëntspecifieke implantaten op. Dr. Frederik Verstreken, handchirurg, licht een aantal andere 3D-toepassingen in de orthopedie toe en pleit voor de terugbetaling ervan: “We kunnen niet langer negeren dat deze technologie het heden en de toekomst is.”

Instrumentarium

Bij eenzijdige slijtage van het kniegewricht kan een ascorrectie de belastingsas(1) van het been verleggen naar het minst aangetaste compartiment. Via een ‘opening wedge osteotomie’ maakt men een botsnede boven of net onder de knie. Die snede wordt opengesperd tot de gewenste opening (een vooraf berekende correctiehoek), opgevuld met een botgreffe of -substituut en vervolgens gestabiliseerd met een plaat- en schroefsysteem.

De populariteit van deze methode kreeg echter een stevige deuk toen de knieprothese op de markt kwam: technisch veel minder complex en met een meer voorspelbaar postoperatief resultaat. Maar de tijd wees uit dat zo’n ‘kunstknie’ ook aan slijtage onderhevig is, en dat protheses bovendien kunnen infecteren. Gezien unilaterale artrose van de knie steeds vaker voorkomt op jongere leeftijd, kreeg de osteotomie de laatste decennia weer meer aandacht. De ingreep diende wel eenvoudiger en preciezer te worden. “Initieel legden we de focus op het verfijnen van het bestaande chirurgisch instrumentarium”, zegt dr. Van den Bogaert: “Als chirurg probeer je te finetunen wat je kent, wat je al jaren doet. Soms is het nuttig om de dingen vanuit een andere hoek te bekijken.”

De grotere precisie is de belangrijkste troef: het implantaat op zich garandeert een nauwkeurige spreidingshoek

Nieuwe wind

Samen met een team ingenieurs onder supervisie van prof. Maurice Mommaerts en met collega-kniechirurg dr. Winnock de Grave (Roeselare) nam hij het probleem onder de 3D-loep. Hun aanpak leidde tot de ontwikkeling van een patiëntspecifiek implantaat dat door zijn unieke vorm een perfecte opening van de wig mogelijk maakt. De bijhorende coupe-guide zorgt ervoor dat de botsnede exact op de geplande plaats kan gemaakt worden.

“In het verleden bestudeerden we al de correlatie tussen de vooropgestelde correctiehoek en de gerealiseerde correctie (post-osteotomie). De variabiliteit bleek toch erg hoog: we kregen een vrij brede Gauss-curve met uitschieters. De belangrijkste drijfveer hier was de nauwkeurigheid te verhogen”, aldus dr. Van den Bogaert. Eerst werd getest en geoefend op kadavers. In juni opereerde hij de eerste patiënt in het ziekenhuis La Citadelle van Luik, met succes.

Troeven

Het 3D-geprinte implantaat brengt een hele resem aan voordelen. “De grotere precisie is de belangrijkste troef: het implantaat op zich garandeert een nauwkeurige spreidingshoek. De stevige inklemming ervan in de botopening maakt een bijkomende ‘bulky’ fixatieplaat overbodig. Die bleek vaak hinderlijk en moest in een tweede tijd verwijderd worden. We besparen de patiënt dus een heringreep”, verklaart dr. Van den Bogaert. “Daarnaast is deze methode stukken minder technisch, wat ook de operatieve tijd sterk beperkt. De wonden en littekens zijn kleiner. En doordat we tijdens de operatie nauwelijks nog fluoroscopie gebruiken, komen zowel patiënt als personeel veel minder in contact met röntgenstralen”, gaat dr. Van den Bogaert verder. “Het omzeilen van de botbank is een bijkomend voordeel, want op het gebruik van botgreffes liggen tegenwoordig alsmaar meer beperkingen.”

Hij blijft wel voorzichtig: “Het is gevaarlijk en voorbarig om nu al conclusies te trekken. Zeker uit mijn mond zullen die niet erg objectief klinken. (lacht) Maar de patiënt in kwestie kon twee dagen na de bilaterale osteotomie al behoorlijk goed stappen en de postoperatieve radiografie toonde een perfecte ascorrectie. Door zijn eenvoud en nauwkeurigheid zou deze techniek de indicaties van de osteotomie kunnen uitbreiden.”

Hindernissen

De 3D-technologie is niet alleen maar positief. “De kostprijs is niet min, en momenteel hebben patiënten geen recht op terugbetaling”, zegt dr. Van den Bogaert. Ook de planning en productie, die op voorhand moeten gebeuren en tijd vergen, kunnen een struikelblok zijn. “Alles samen moeten we rekenen op een maand tijd tussen het consult met de patiënt en het afgeleverde product in de ziekenhuisapotheek. Niet onoverkomelijk; zo’n ingreep gebeurt toch nooit on the spot“, merkt de kniespecialist op.

“Een laatste potentieel minpunt van deze techniek is dat we een deel van de verticale botdoorgroei blokkeren daar waar we het implantaat fixeren”, vertelt dr. Van den Bogaert. “Maar we vermoeden niet dat het problemen zal geven. Enerzijds blijft er ruim voldoende botmassa over om de stabiliteit te verzekeren, anderzijds is het implantaat zo gemaakt dat het niet hoeft verwijderd te worden. Ook niet als de patiënt later alsnog een knieprothese nodig heeft.”

3D-lab

In het AZ Monica van Antwerpen gaan ze nog een stapje verder: daar wordt ge-3D-print in het ziekenhuis zelf. “Het maakt alles flexibeler. Voor de meeste toepassingen moeten we geen beroep doen op externen. We hebben ook een in-hospital ingenieur, en binnenkort een tweede, die ons helpt met plannen en uittekenen”, vertelt dr. Frederik Verstreken. Als hand- en polschirurg legt hij zich sinds 2009 toe op 3D-technieken in de orthopedie. Initieel werden die ingezet om polsbreuken die verkeerd vastgegroeid waren (malunion) te corrigeren.

“We gebruiken het spiegelbeeld van de ‘gezonde’ arm als model”, legt de chirurg uit. “Samen met ingenieurs kijken we dan waar we precies moeten zagen en boren, en hoe we de stukken aan elkaar moeten zetten. Nadien ontwerpen en printen we instrumenten en hulpstukken op maat.” Die dienen tijdens de operatie als referentie om de geplande correctie te bekomen. “De resultaten zijn niet gewoon goed, ze zijn zéér goed”, voegt dr. Verstreken toe. Zo goed dat ze vandaag hetzelfde doen voor acute fracturen: “We printen 3D-modellen van (de CT-beelden van) complexe breuken. Zo staan we aan de operatietafel nooit meer voor verrassingen. We kunnen op voorhand in het gewricht kijken en plannen alles tot in de puntjes”, vertelt dr. Verstreken.

De 3D-printer gebruikt medisch gekeurd poeder en print met een nauwkeurigheid van 1/100 mm. Voor implantaten of protheses op maat, in titanium, werkt het ziekenhuis samen met partners zoals Materialise en CADskills. Dr. Verstreken blijft hameren op de vele voordelen van de technologie: “Het maakt onze ingrepen veel preciezer, sneller, voorspelbaarder en technisch eenvoudiger. De patiënt heeft een betere functie en minder risico’s op complicaties. Mensen zijn sneller weer op de been en aan de slag. Met wat we nu weten, valt het ongeveer niet te verantwoorden om het anders aan te pakken.”

Crowdfunding

Maar, dan is er het prijskaartje… Er is de printer zelf, er zijn de software- licenties (goed voor zo’n 20.000 euro/jaar) en de ingenieurs die mee op de casussen zitten. “Wij wachten op de terugbetaling van het Riziv maar ons dossier zit al lange tijd vast. Een poosje terug moest iemand een crowdfunding opzetten om zijn operatie te kunnen betalen. Dat zou toch niet mogen, in een land als België”, vindt dr. Verstreken.

“Binnen de chirurgie is 3D een breed, multi-inzetbaar gegeven”, vertelt hij. “Samen met mijn collega’s in de knie-, schouder-, elleboog- en rugchirurgie gebruiken we deze technologie nu bijna dagelijks. Omdat we de eerste dienst orthopedie in België zijn (en één van de enige in Europa) met zo’n georganiseerd lab, krijgen we ook wekelijks aanvragen van artsen die een kijkje willen komen nemen.”

Een aantal weken terug was dr. Verstreken op het wereldcongres voor handchirurgie(2): zo’n 20 à 30% van de huidige onderzoeksprojecten gaat over 3D-technologie. “Op dit moment is het geen booming business meer, maar een exploding business. Men heeft het eindelijk begrepen: 3D is de toekomst”, besluit dr. Verstreken.