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Universitätsmedizin Mainz

Weltneuheit: erstmals 3D-Modell für hochkomplexe Hauptschlagader-OP genutzt

| Autor/ Redakteur: Peter Reinhardt / Peter Reinhardt

In der Medizin ist 3D-Druck alles andere als eine „nette Spielerei“. Einer Patientin mit lebensbedrohlich atypischem Verlauf der Hauptschlagader konnten Mainzer Mediziner damit jüngst dank innovativer OP-Planung das Leben retten.

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Dr. Hazem El Beyrouti (l.), Prof. Vahl (Mitte) und Prof. Dorweiler (r.) mit verschiedenen 3D-Aorten-Modellen.
Dr. Hazem El Beyrouti (l.), Prof. Vahl (Mitte) und Prof. Dorweiler (r.) mit verschiedenen 3D-Aorten-Modellen.
( Bild: Universitätsmedizin Mainz )
  • Patientenidentisches 3D-Modell einer Hauptschlagader mit allen atypischen Gefäßabgängen aus dem 3D-Drucker
  • Interdisziplinäre Leistung von Herzchirurgen, Gefäßchirurgen und interventionellen Aortenchirurgen
  • Komplexer Eingriff im Bereich der Aortenchirurgie wird nur an wenigen Standorten weltweit vorgenommen

Bei operativen Eingriffen an der Hauptschlagader vertrauen Herzchirurgen normalerweise auf computertomographische Bilder. Damit lässt lassen sich OPs in der Regel exakt planen. Im Falle einer 53-jährigen Patientin mit einer gefährlichen, hochkomplexen angeborenen Störung des Hauptschlagaderverlaufs nutzten die Operateure jedoch ein gänzlich anderes innovatives Verfahren. Die Herz-und Gefäßchirurgen der Universitätsmedizin Mainz verwendeten ein patientenidentisches 3D-Modell dieser Hauptschlagader mit all ihren atypischen Gefäßabgängen aus dem 3D-Drucker. Damit konnten sie die lebensrettende OP planen und während des chirurgischen Eingriffs die atypisch verlaufenden Teile der Hauptschlagader von der Versorgung abkoppeln. Die Funktion der Aorta der betroffenen Patientin ließ sich so wiederherstellen.

Das Problem am Modell begreifen

„Unmittelbar vor dem Eingriff befand sich die Patientin in einer lebensgefährlichen Situation. Sie drohte an einem Zerplatzen der Hauptschlagader zu sterben oder einen Schlaganfall zu erleiden“, blickt der Direktor der Klinik und Poliklinik für Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie (HTG), Univ.-Prof. Dr. Christian Friedrich Vahl, zurück. „Auf CT-Bildern waren an mehreren Stellen der Hauptschlagader ballonartige Aussackungen zu erkennen. Ergänzend zu den bildgebenden Verfahren erstellte Prof. Bernhard Dorweiler, Leiter der Sektion Gefäßchirurgie und Sprecher des Forschungsschwerpunktes Biomatics, ein 3D-Modell dieser Hauptschlagader mit allen atypischen Gefäßabgängen und druckte es in Originalgröße. Mit diesem Modell gelang es uns, die OP noch detaillierter zu planen und letztlich erfolgreich durchzuführen.“ Die Mediziner konnten so das Problem am Modell sehr genau erkennen und im wahrsten Sinne des Wortes begreifen: Was ist da los? Was gilt es zu tun und was tunlichst zu vermeiden, um den OP-Erfolg nicht zu gefährden?

Vom patientenidentischen 3D-Modell zur OP-Strategie

Ausgehend vom patientenidentischen 3D-Modell der Aorta entwickelte Prof. Vahl folglich eine entsprechende OP-Strategie. Zunächst schufen die Operateure eine neue Verbindung zwischen Hauptschlagader und Bauchschlagader mittels einer Rohrprothese. Die Arterien der Arme schlossen sie separat an und kappten sodann den gesamten atypisch verlaufenden Teil der Hauptschlagader von der Versorgung ab. Im nächsten Schritt dichteten sie ein atypisch verlaufendes Gefäß mit einem Stent von innen ab: Die Schwierigkeit war dabei, die Gehirnversorgung weiterhin zu erhalten. Schließlich platzierten sie einen Verschlussmechanismus in der verbliebenen Verbindung. „Der Patientin konnte durch diese erstmals in dieser Form durchgeführte aortenchirurgische OP geholfen werden“, berichtet Prof. Vahl.

Mediziner vollbringen interdisziplinäre Leistung

Der chirurgische Eingriff selbst war eine interdisziplinäre Leistung von Herzchirurgen, Gefäßchirurgen (Prof. Dr. Bernhard Dorweiler) und interventionellen Aortenchirurgen (Oberärzte Dr. Hazem El Beyrouti und Dr. Marwan Youssef, alle Universitätsmedizin Mainz). „Derartig komplexe Eingriffe im Bereich der Aortenchirurgie werden weltweit nur an wenigen Standorten angeboten. Wir sind stolz darauf, unsere herausragende Position als Innovationsmotor in der Aortenchirurgie durch diese innovative OP weiter ausgebaut zu haben“, betont Prof. Vahl.

Gedrucktes 3D-Modell reduziert das Operationsrisiko deutlich

„In diesem Fall waren die wissenschaftlichen Entwicklungen zum 3D-Druck im Forschungsschwerpunkt Biomatics der Universitätsmedizin Mainz entscheidend. Wir gehen davon aus, dass gerade im Bereich der komplexen Aortenchirurgie eine exakte Operationsplanung am realen 3D-Modell das Operationsrisiko deutlich reduziert. Diese erfolgreich durchgeführte OP ist ein Anfang und belegt das große Potential des 3D-Drucks“, erklärt der Biomatics-Sprecher Prof. Dr. Bernhard Dorweiler.

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