Gedurende het grootste deel van de menselijke geschiedenis werd elke baby die leed aan een ingestorte luchtpijp of bronchiën geconfronteerd met een tragisch lot: verstikking. Deze buizen transporteren lucht van de mond naar de longen, en sommige baby's worden geboren met aangeboren verzwakt kraakbeen eromheen, een aandoening die bekend staat als tracheomalacie. In ernstige gevallen kan dit ertoe leiden dat de luchtpijp of bronchiën volledig instorten, waardoor de stroom of lucht wordt geblokkeerd en een pasgeborene plotseling stopt met ademhalen.
Aan de verbazingwekkend brede lijst van prestaties die worden toegeschreven aan 3D-printtechnologie, kunnen we er nu nog een toevoegen: een op maat gemaakte tracheale spalk die het leven van een baby met tracheomalacie heeft gered en de komende twee jaar veilig in zijn weefsel wordt opgenomen . Een team van artsen en ingenieurs van de Universiteit van Michigan drukte de spalk af en implanteerde deze vorig jaar in de zes weken oude Kaiba Gionfriddo en kondigde de prestatie aan in een brief die vandaag werd gepubliceerd in het New England Journal of Medicine .
In december 2011 werd Giondriddo geboren met tracheomalacia, een aandoening die ongeveer 1 op 2200 Amerikaanse baby's treft. Meestal veroorzaakt het verzwakte kraakbeen ademhalingsmoeilijkheden, maar kinderen groeien er vanaf de leeftijd van 2 of 3 uit omdat de luchtpijp van nature sterker wordt na verloop van tijd. Zijn geval was echter bijzonder ernstig en in februari 2012 waren zijn ouders April en Bryan uit eten toen ze merkten dat hij plotseling ophield met ademen en blauw werd.
Hij werd met spoed naar een ziekenhuis gebracht en in leven gehouden met een beademingsapparaat, maar artsen zeiden dat er een goede kans was dat hij op lange termijn niet zou kunnen overleven. Enkele weken later begon een team van Michigan-ingenieurs onder leiding van Scott Hollister het apparaat te ontwerpen, gebaseerd op eerder onderzoek, waarin ze 3D-geprinte spalken en andere protheses hadden geprint maar deze niet bij klinische patiënten hadden geïmplanteerd. Voor deze spalk gebruikten ze een CT-scan van de luchtpijp van Giondriddo en lieten ze bronchiën achter om een 3D digitale weergave te creëren die vervolgens werd afgedrukt, waardoor ze een spalk konden produceren die perfect zou passen bij de grootte en contouren van zijn luchtweg.
De CT-scan van Giondriddo's luchtpijp en bronchiën (Afbeelding via New England Journal of Medicine) 
De 3D-geprinte cast van Giondriddo's luchtpijp en bronchiën, die de spalk in de afbeelding rechts heeft geïmplanteerd. (Afbeelding via New England Journal of Medicine) Op 21 februari 2012 werd de spalk operatief genaaid rond de mislukte bronchiën van Giondriddo; bijna onmiddellijk hield het zijn luchtwegen open en liet hem normaal ademen. "Het was geweldig. Zodra de spalk werd ingebracht, begonnen de longen voor het eerst op en neer te gaan, ”zei Glenn Green, de arts die de operatie uitvoerde en hielp bij het ontwerpen van de spalk, in een persverklaring.
21 dagen later werd Giondriddo uit het beademingsapparaat gehaald en heeft sinds de operatie 14 maanden geen ademhalingsproblemen gehad. Naast het openhouden van de bronchus, biedt de spalk ook een skelet waarop natuurlijk kraakbeenweefsel kan groeien, en omdat het is bedrukt met een biopolymeer genaamd polycaprolacton, zal het geleidelijk in dit lichaamsweefsel worden geabsorbeerd.
Voorheen werd ernstige tracheomalacie behandeld door langere perioden met behulp van een ventilator of door implantatie van gaasbuizen rond de luchtpijp of bronchus om de luchtwegen open te houden. Door de spalk op basis van een CT-scan op maat te ontwerpen, creëerde het team echter een behandelmethode die volgens hen effectiever is. Bovendien betekent het oplosbare materiaal dat Giondriddo later geen invasieve chirurgie nodig heeft om het apparaat te verwijderen.
Het team heeft ook gewerkt aan het gebruik van hetzelfde CT-scan- en 3D-printproces om op maat gemaakte oor-, neus-, schedel- en botprothesen te produceren die zich momenteel in een experimentele fase bevinden. Andere onderzoeksgroepen hebben met succes 3D-geprinte oren, neuzen en schedels geïmplanteerd bij klinische patiënten, terwijl vorige maand een Oxford-team bedacht hoe microscopische druppeltjes die zich als menselijk weefsel gedragen, moeten worden afgedrukt.
