I det meste af menneskets historie stod enhver baby, der led af en kollaps i luftrøret eller bronchier, over for en tragisk skæbne: kvælning. Disse rør transporterer luft fra munden til lungerne, og nogle spædbørn fødes med medfødt svækket brusk omkring dem, en tilstand kendt som tracheomalacia. I alvorlige tilfælde kan dette føre til, at luftrøret eller bronchierne falder sammen fuldstændigt og blokerer for strømmen eller luften og får en nyfødt pludselig til at stoppe med at trække vejret.
Til den forbløffende omfattende liste over præstationer, der tilskrives 3D-udskrivningsteknologi, kan vi nu tilføje en mere: en skræddersyet tracheal skinne, der reddede et spædbarns liv med tracheomalacia og vil blive absorberet sikkert i hans væv i løbet af de næste to år . Et team af læger og ingeniører fra University of Michigan trykte spalten og implanterede den i seks uger gamle Kaiba Gionfriddo sidste år og meddelte bragden i et brev, der blev offentliggjort i dag i New England Journal of Medicine .
I december 2011 blev Giondriddo født med tracheomalacia, en tilstand, der rammer ca. 1 ud af 2200 amerikanske babyer. Typisk forårsager den svækkede brusk nogle vanskeligheder med at trække vejret, men børn vokser ud af det i alderen 2 eller 3 år, da luftrøret naturligt styrker over tid. Hans sag var dog særlig alvorlig, og i februar 2012 var hans forældre April og Bryan ude på middag, da de bemærkede, at han pludselig holdt op med at trække vejret og blev blå.
Han blev forhastet til et hospital og blev holdt i live med en ventilator, men læger sagde, at der var en god chance for, at han ikke kunne overleve på lang sigt. Flere uger senere begyndte et team af Michigan-ingeniører ledet af Scott Hollister at designe enheden, baseret på forudgående forskning, hvor de havde 3D-trykte splinter og andre proteser, men ikke havde implanteret dem i kliniske patienter. Til denne splint brugte de en CT-scanning af Giondriddos luftrør og forlod bronchus for at skabe en 3D digital repræsentation, der derefter blev udskrevet, hvilket gjorde det muligt for dem at fremstille en splint, der perfekt matchede hans luftvejs størrelse og konturer.
CT-scanning af Giondriddos luftrør og bronchier (billede via New England Journal of Medicine) Den 3D-trykte rollebesætning af Giondriddos luftrør og bronchier, som spalten implanterede i billedet til højre. (Billede via New England Journal of Medicine)Den 21. februar 2012 blev splinten syet kirurgisk omkring Giondriddos mislykkede bronchus; næsten øjeblikkeligt åbnede det hans luftpassager og lod ham trække vejret normalt. "Det var forbløffende. Så snart spalten blev sat i, begyndte lungerne at gå op og ned for første gang, ”sagde Glenn Green, lægen, der udførte operationen og hjalp med at designe spalten, i en pressemeddelelse.
21 dage senere blev Giondriddo taget ud af respiratoren og har ikke haft åndedrætsbesvær i de 14 måneder siden operationen. Udover at holde åben bronchus, giver spalten også et skelet, hvorpå naturligt bruskvæv kan vokse, og fordi det blev trykt ved hjælp af en biopolymer kaldet polycaprolacton, vil den gradvist blive absorberet i dette kropsvæv over tid.
Tidligere blev alvorlig tracheomalacia behandlet i længere perioder ved hjælp af en ventilator eller implantering af maskerør omkring luftrøret eller bronchus for at holde luftvejene åben. Ved at specialdesigne splinten baseret på en CT-scanning skabte teamet dog en behandlingsmetode, som de siger er mere effektiv. Derudover betyder det opløselige materiale, at Giondriddo ikke har brug for invasiv kirurgi senere for at fjerne enheden.
Holdet har også arbejdet på at bruge samme CT-scanning og 3D-udskrivningsproces til at fremstille specialfremstillede øre-, næse-, kranium- og knoglerproteser, der i øjeblikket er i eksperimentelle faser. Andre forskningsgrupper har med succes implanteret 3D-trykte ører, næser og kranier i kliniske patienter, mens et Oxford-team sidste måned regnede ud, hvordan man udskriver mikroskopiske dråber, der opfører sig som menneskeligt væv.