Cirugía innovadora guiada por impresión 3D alivia el dolor para el campeón sled hockey jugador

Producto: Impresión SLA
Industria: Médica y Forense

Cuando Mark Weimer emergió de la niebla de los analgésicos después de una cirugía espinal mayor, no pensó en cómo se sentía. Pensó en lo que no sentía: el dolor en sus músculos cuádriceps, que emanaba de su columna vertebral inferior, que lo había plagado durante un año y medio.

El alivio fue el resultado de una operación de 15 horas del Dr. George Frey que combinó su galardonada metodología para la navegación con tornillos de pedicle con tecnologías de impresión e imágenes 3D pioneras por 3D Systems.

Asociación para el beneficio del paciente

Frey y su esposa, Heidi, dirigen Mighty Oak Medical en Englewood, Colorado. La tecnología patentada FIREFLY® de la compañía proporciona una manera más sencilla y rápida de colocar con precisión tornillos de pedicle para su reparación espinal mientras navega alrededor de anatomía crucial como la médula espinal, los nervios y los vasos sanguíneos.

Desde el principio, Mighty Oak se ha asociado con el equipo de atención médica de 3D Systems en la cercana Littleton, Colorado.

“Necesitábamos un socio de impresión 3D que fuera conocido por su calidad, fiabilidad y experiencia en el espacio de dispositivos médicos”, dice Heidi Frey. “3D Systems ha sido un socio increíble en todos los niveles: son solidarios, receptivos y dedicados a la excelencia”.

3D Systems ofrece un conjunto de soluciones sanitarias de extremo a extremo, incluidos simuladores de realidad virtual, modelos anatómicos impresos en 3D y guías e instrumentación quirúrgicas específicas del paciente. La compañía también fabrica dispositivos médicos impresos en 3D de precisión.

Desde finales de la década de 1990, 3D Systems se ha asociado con proveedores de dispositivos médicos que representan una amplia variedad de procedimientos para casi todos los aspectos de la anatomía humana. La compañía ha desarrollado soluciones personalizadas para más de 100.000 procedimientos quirúrgicos.

3D printed spine reference model used in the surgery

Camino de un campeón

El Dr. Frey estaba conectado con Mark Weimer a través de su neurocirujano que ha tratado a Weimer desde su operación inicial después de que una caída de los andamios de construcción lo paralizara parcialmente en 1984. Weimer más tarde se sometió a una cirugía adicional de fusión espinal en 2001 para ayudar a corregir la pérdida de fuerza muscular en su brazo derecho.

Después de su lesión y cirugía inicial, Weimer aprovechó una beca de capacitación por computadora para convertirse en un especialista en TI en almacenamiento de datos. También continuó persiguiendo su amor por el hockey, uniéndose a un programa de hockey en trineo de Colorado en 1996.

Weimer jugó en el equipo nacional de hockey en trineo de 2000 en Lake Placid, hogar de la famosa victoria de “Miracle on Ice” del equipo de hockey estadounidense sobre Rusia en los Juegos Olímpicos de Invierno de 1980. En 2010, capitaneó al equipo que ganó el Sled Classic Championship patrocinado por la Liga Nacional de Hockey (NHL), y al año siguiente protagonizó el equipo Colorado Avalanche que capturó el Campeonato Nacional de Hockey de Sled de 2011 patrocinado por USA Hockey.

Weimer se retiró después de anotar un gol y una asistencia en el campeonato de 2011. Se dedicó a entrenar a jóvenes jugadores de hockey en trineo y se ha mantenido en forma en el ciclismo de mano. Sus logros en hockey fueron reconocidos por su inducción al Salón de la Fama de la Fundación deportiva adaptativa de Colorado en 2012.

Un caso complicado

Desde su accidente, Weimer siempre había lidiado con algún nivel de malestar nervioso y espinal, pero a finales de 2014 comenzó a experimentar algo nuevo: dolor intenso en sus músculos cuádruples, junto con problemas intestinales y vesicales. El neurocirujano de Weimer lo remitió al Dr. Frey para un examen posterior.

“Con el paso de los años, la fusión espinal de Mark y su condición neurológica hicieron que los discos y vértebras restantes por debajo de la fusión se deterioraran”, dice el Dr. Frey. “Esto causó una mayor compresión de los nervios y la médula espinal, lo que resultó en dolor neuropático severo.”

La preparación para la cirugía comenzó con una tomografía computarizada de la columna vertebral de Weimer. Los resultados fueron enviados a 3D Systems, que realizó la segmentación de datos para extraer una representación 3D de la anatomía espinal de Weimer.

El caso de Weimer fue más complejo que la mayoría de los otros procedimientos espinales, según el Dr. Frey y Chris Beaudreau, Director de Servicios Médicos de 3D Systems.

“Mark tuvo crecimiento óseo sobre las varillas insertadas de su cirugía anterior”, dice el Dr. Frey. “Aunque las varillas estaban siendo removidas, cualquier interrupción en el hueso circundante podría afectar la colocación de las guías FIREFLY, por lo que se necesitaba mucha planificación para trabajar alrededor de la anatomía.”

“Debido a sus procedimientos quirúrgicos anteriores, hubo artefactos de imagen significativos dentro de la tomografía computarizada que requirieron un procesamiento exhaustivo de imágenes médicas con el fin de convertir el área anatómica de interés en modelos digitales tridimensionales”, dice Beaudreau. “También iba a ser un procedimiento espinal extenso, así que en lugar de modelar dos o tres vértebras, necesitábamos procesar nueve vértebras, el hueso sacro en la base de la columna vertebral y ambas caderas”.

Impresión 3D desde la fuente

3D Systems envió los modelos 3D de la anatomía espinal de Weimer a Mighty Oak Medical, que los utilizó para diseñar la trayectoria de cada tornillo de pedicle y para preparar las guías impresas en 3D que determinarían la colocación precisa del tornillo en la columna vertebral de Weimer.

Utilizando el diseño FIREFLY, 3D Systems imprimió guías de tornillo de pedicle para cada vértebra que requerían operación. También se imprimió un modelo óseo anatómico para la planificación prequirúrgica y la referencia en el quirófano.

Las guías quirúrgicas y los modelos óseos fueron impresos en un 3D Systems ProX® 800, un sistema de estereolitografía (SLA) conocido por construir piezas con excepcional suavidad superficial, resolución de características, definición de borde y tolerancias.

La tecnología SLA fue inventada por el cofundador de 3D Systems Chuck Hull en 1983. La compañía continúa innovando con la tecnología, reduciendo los costos al tiempo que ofrece una velocidad, capacidad, precisión y facilidad de uso cada vez mayores.

El ProX 800 ofrece una amplia gama de materiales para las aplicaciones y casos de uso más amplios. Para el modelo de referencia y las guías de tornillos de Weimer, 3D Systems utilizó un material plástico y un proceso validado que permite esterilizar las piezas para su uso directamente en el quirófano.

Éxito quirúrgico y recuperación

El Dr. Frey operó a Mark Weimer en el Centro Médico Sueco en Englewood el 22 de julio de 2016. Cuando Weimer reanudó el conocimiento, sus dolores más recientes se habían ido y los dolores anteriores habían disminuido considerablemente.

“Mark está actualmente en un riguroso proceso de rehabilitación y se está recuperando muy bien de su cirugía de fusión”, dice el Dr. Frey, quien espera que el período de recuperación dure alrededor de un año.

A sus 63 años, Weimer sigue trabajando en el campo de TI y persiguiendo el ciclismo de mano en su tiempo libre. También le gusta ver a sus nietos, de 9 y 13 años, tomar su lugar en el hielo como la próxima generación de campeones.