Ved denMichigan State University College for Veterinærmedicinkan patienter i alle former, størrelser og arter komme ind ad døren. For Dr. Danielle Marturello, DVM, MS, DACVS, assisterende professor i ortopædisk kirurgi for smådyr, betyder det, at hver dag er forskellig. Nogle dage er hun måske på klinikken og ser hunde og katte med knoglebrud, skeletdeformiteter eller ledbåndsoverrivninger. En anden dag er hun på operationsstuen, hvor hun hjælper med at reparere disse patienter og få dem til at komme sig.
Forskellige patienter, forskellige udfordringer
Inden for veterinær ortopædi er lægerne nødt til at huske opbygningen og strukturen af ikke bare ét skeletsystem, men mange. For at hjælpe sit team med at visualisere, planlægge og udføre komplekse operationer skaber Dr. Marturello detaljerede 3D-modeller og kirurgiske vejledninger fra billeddata ved hjælp af en flåde af Formlabsstereolitografi (SLA) printere. De mange forskellige materialer tilgængelige materialer betyder også, at printerne kan skabe undervisningsmateriale til veterinærstuderende, praktikanter og læger, hvilket forbedrer de kirurgiske resultater og den uddannelsesmæssige oplevelse, MSU kan tilbyde.
Løsning af komplekse sager med billedbehandling af høj kvalitet
Som med humanmedicin er veterinær ortopædi meget afhængig af billedbehandling af høj kvalitet. Når Dr. Marturello ser en patient, vil han som minimum altid bestille et røntgenbillede. Afhængigt af sagens kompleksitet, og om der er behov for en 3D-model eller ej, vil han muligvis bestille en ekstra CT-scanning. I modsætning til i humanmedicin kan patienter dog ikke kommunikere deres smerteniveau eller -sted, såbilleddannelse og modellering i høj opløsning er endnu mere integreret i både diagnose og behandling sammen med en grundig fysisk undersøgelse.
"Billeddannelse er altafgørende for vores karriere og arbejde. Når vi skal planlægge en operation, når vi er færdige med at operere og har brug for at se, om et implantat sidder det rigtige sted, så kan vi ærlig talt ikke udføre vores arbejde uden," siger Marturello.
Disse billeder og modeller bruges til at se på flere forskellige patologier, såsom brud forårsaget af bilulykker eller vækstdeformiteter, hvor to knogler er vokset forkert og hæmmer bevægelsesområdet eller den normale funktion. Dr. Marturellos team udskriver modeller af knoglerne ihvide Resin påFormular 3 ellerFormular 3L printere til at studere patologien og øve operationen i forvejen.
"Vi er nødt til at sikre os, at vi planlægger på forhånd - kommer det, vi troede ville virke, rent faktisk til at virke? Vi kan også bruge den til at præ-konturere vores implantater til modelknoglen, sterilisere den og derefter bruge det præ-konturerede implantat under operationen, hvilket sparer tid for patienten under bedøvelse," siger Maturello.
I et særligt kompliceret tilfælde blev en hund indbragt med et brækket skinneben, meget tæt på knæet. Fordi bruddet var så tæt på leddet, var det svært at se det fulde omfang af skaden på et røntgenbillede. Dr. Marturello printede det brækkede skinneben ved hjælp af White Resin på Formular 3,steriliserede modellerne og gjorde dem sikre at bringe ind i et driftsmiljø.
Dr. Marturello fortalte os: "Vi var i stand til at dreje rundt om knoglen under operationen for at få en mere håndgribelig tredimensionel idé om brudmønsteret. Det er vigtigt, fordi vi kun ser den ene side af det med vores kirurgiske tilgang. På grund af vinklen på bruddet var det en stor hjælp at have den printede knogle, og selvom det var en virkelig udfordrende sag, klarede hunden sig fantastisk. Det hjælper virkelig med at tage operationen til det næste niveau."
I et andet tilfælde var et brud på en hund ikke helet korrekt, hvilket skabte et 'non-union' brud, og hunden kunne ikke gå ordentligt. Fordi det var så tæt på et led, var Dr. Marturello nødt til at bruge et implantat kaldet en ekstern fiksator, men på grund af frakturens placering passede de typiske stifter, der bruges til at fastgøre implantatet til knoglen, ikke. Løsningen var at inkludere en ringkomponent, og Dr. Marturello øvede sig først på en printet knogle og placerede hybridkonstruktionen på modellen, før hunden overhovedet kom ind.
Den hybride eksterne fiksator, der blev brugt til at planlægge revisionskirurgien for non-union frakturen.
"Da jeg først havde lavet fiksatoren på den printede knogle, gik det hele hurtigere. Jeg kunne tage konstruktionen og studere den på forhånd, og under operationen kunne jeg så bare gentage det, jeg havde gjort på modellen, hvilket var meget nemmere," siger Maturello.
Hjælper med at berolige bekymrede kæledyrsejere
En almindelig anvendelse af 3D-printede modeller inden for humanmedicin er at uddanne patienter om deres specifikke patologi eller procedure, hvilket forbedrer deres forståelse og mindsker angsten for komplicerede operationer. Dr. Marturellos team kan ikke forklare deres patienter, hvad der er ved at ske, men 3D-printede modeller er meget nyttige til at vise kæledyrsejere detaljerne i deres kæledyrs behov.
"Til en vinkeldeformitetsoperation hentede vi en sav, tog den med ind i lokalet og udførte bare operationen på den printede model for at vise ejeren den. Det hjalp os med at vinde deres tillid og lette deres forståelse, hvilket resulterede i samtykke til indgrebet."
Uddannelseskomponenten gælder også for reservelæger og veterinærstuderende, som assisterer og observerer det kliniske arbejde og operationerne. Dr. Marturello modellerer knogler og operationer for sine studerende, praktikanter og reservelæger, så de kan øve sig og få tekniske færdigheder.
"Modeller er dyre og bliver slidte, og det er svært at få fat i kadavere, men et 3D-billede af et komplekst eller kompliceret tilfælde varer evigt. Så når man printet model bliver brugt til praksis, kan vi bare printe en anden og have den, når vi har brug for den."
Som en af kun få personer på veterinærskolen, der bruger 3D-printbliver Dr. Marturello også tilkaldt af andre afdelinger, når en bestemt patologi udgør en billedmæssig eller operationel udfordring. Ved at bruge sinForm 3, Skema 3BogFormular 3L printere kan hun printe modeller af tumorer og organer iKlar Resin ellerhvid Resin for at hjælpe andre kirurger med at forestille sig vejen til at fjerne patologien.
"Vi kan godt lide pålideligheden - jeg har aldrig et mislykket print. SLA printere producerer pænere modeller end FDM, så især når vi bruger dem til at tale med kæledyrsejerne, er det godt, fordi vi gerne vil have, at modellerne ser pæne ud. Vi startede med Form 2, og nu har vi Form 3, Form 3B og Form 3L. Vi har været meget tilfredse med deres nøjagtighed."
