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3D-gedruckte Implantate stellen die Atmung des Babys wieder her

Wegen eines Zustands, der enormen Druck auf seine Atemwege ausübte, war der 18-monatige Garrett Peterson aus Utah an Ventilatoren angebunden und lebte seit seiner Geburt in Krankenhäusern. Er war in tödlicher Gefahr, weil seine Atemwege zusammengebrochen waren, und selbst in ihren höchsten Einstellungen konnten die Ventilatoren nicht verhindern, dass sein Atem mehrmals am Tag anhielt.

Dank der Schienen, die Chirurgen am C.S. Mott Children's Hospital der Universität von Michigan in seine Atemwege implantiert haben, kann Garrett nach Hause gehen und allmählich von den Beatmungsgeräten entwöhnt werden.

Garrets Zustand wird Fallot-Tetralogie mit fehlender Pulmonalklappe genannt, und in seinem Fall hatte sich eine schwere Tracheobronchomalazie oder Erweichung seiner Trachea und Bronchien bis zu dem Punkt entwickelt, an dem die Atemwege auf die Größe kleiner Schlitze zusammengebrochen waren.

Schwere Tracheobronchomalazie ist sehr selten und betrifft etwa 1 von 2200 Neugeborenen. Die meisten wachsen im Alter von 2 oder 3 Jahren daraus hervor, können jedoch als Asthma diagnostiziert werden, das nicht auf die Behandlung anspricht. Strenge Fälle wie Garrett sind etwa 10% dieser Zahl.

3D-Bild- und Drucktechnologie zur Herstellung biologisch abbaubarer Schienen

Aus medizinischer Sicht ist das Bemerkenswerte an Garretts Geschichte, dass die lebensrettenden Implantate mithilfe von CT-Scans und 3D-Bild- und Drucktechnologien hergestellt wurden, um bioresorbierbare Schienen mit der genauen Form herzustellen, die einen perfekten Sitz in den Atemwegen des Jungen gewährleisten.

Und nicht nur das, sondern die Geräte werden allmählich unschädlich im Körper des Kindes abgebaut, da seine Luftröhre und Bronchien sich stärken, so dass er ohne Belüftung atmen kann.

Tatsächlich wurde diese Technologie zum zweiten Mal eingesetzt, um das Leben eines Kindes zu retten - beide Male im selben Krankenhaus. Das erste Mal war Anfang 2013, als eine 3D-gedruckte Schiene einer Luftröhre das Leben eines anderen Kleinkindes, Kaiba Gionfriddo aus Ohio, rettete, dessen Leben auch durch Tracheobronchomalazie bedroht war, was seinen Atemweg zum Einsturz brachte.

Die Geräte wurden an der Universität von Michigan von Glenn Green, Associate Professor für Pediatric Otolaryngology und Scott Hollister, Professor für Biomedizintechnik und Maschinenbau und Associate Professor für Chirurgie entwickelt.

Das Video unten zeigt Garretts Geschichte, seine Operation und die erfolgreichen Bemühungen des Teams:

Das Team verwendete Notfallbestimmungen der FDA zur Herstellung / Implantatschienen

Nachdem sie über Kaibas Geschichte gelesen hatten, kontaktierten Garretts Eltern, die verzweifelt keine Optionen mehr hatten, um das Leben ihres Sohnes zu retten, das Team von Michigan, das Vorkehrungen für die Notfallabfertigung von der FDA traf, um eine Trachealschiene von einem zu schaffen Biopolymer namens Polycaprolacton zur Implantation in den Atemweg des kleinen Jungen.

In Bezug auf Garrets Zustand gegenüber der Presse sagt Prof. Green: "Es war sehr fraglich, ob er überleben würde oder nicht."

Prof. Hollister fertigte die maßgeschneiderten, individuell gefertigten Schienen mit hochauflösender Bildgebung und computergestütztem Design. Er begann mit einem CT-Scan von Garretts Trachea und Bronchien und verwendete dann ein bildbasiertes Computermodell mit laserbasiertem 3D-Druck, um die Schiene herzustellen.

Prof. Green assistierte Richard G. Ohye, Leiter der pädiatrischen kardiovaskulären Chirurgie bei C.S. Mott, um die Operation Ende Januar 2014 durchzuführen. Das Verfahren umfasste das Nähen der Geräte an zwei Stellen der Atemwege des Babys.

Sie nähten die Schienen um Garretts linke und rechte Bronchien, um die Atemwege zu verbreitern und offen zu halten, damit sie richtig wachsen konnten. Wenn Garrett wächst, wird die Schiene in den nächsten 3 Jahren biologisch abgebaut und in seinem Körper resorbiert. Während dieser Zeit sollte seine Luftröhre umgestalten und in einen gesunden Zustand wachsen.

Chirurgen sind "sehr optimistisch"

Prof. Green sagt, dass er wusste, dass die Schienen funktionierten, als sie während der Operation sahen, wie sich die Lunge von Garrett aufblähte und er in der Lage war, beide Lungen zu belüften. "Ich bin sehr optimistisch für ihn", fügt er hinzu.

Garrett wird immer noch auf dem Beatmungsgerät bleiben müssen, aber wenn er selbständig atmen kann, wird er es immer weniger brauchen. Es ist bereits auf weniger als ein Viertel des Drucks, den es vor der Operation hatte, und er ist in der Lage, für kurze Zeit komplett davon abzukommen.

Prof. Hollister sagt:

"Es ist ein unglaubliches Gefühl zu wissen, dass dieses Gerät ein anderes Kind gerettet hat. Wir glauben, dass es viele andere Anwendungen für diese Techniken gibt, aber zu sehen, wie sich das Leben und Atmen vor Ihnen auswirkt, ist überwältigend."

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