3D Εκτύπωση Καρδιάς : Μια Επαναστατική Μέθοδος | George Sarris | TEDxUniversityoftheAegean (TEDx UniversityoftheAegean, 2020)
: ΠΑΛΟΜΕΤΗΣΕΝΤΕ ΣΗΝΤΑΙΣΑΝΤΗΣΑΙ, ΕΝΑΥΚΑΙ, ΥΝΑΥΤΗΣΑΙ ΥΝΑΥΤΗΣΑΙ, ΕΝΑΥΤΗΣΑΙ ΥΝΑΥΤΗΣΑΙ, ΕΝΑΥΤΗΣΑΙ ΥΝΑΥΤΗΣΑΙ, Ευχαριστούμε πολύ. Ευχαριστούμε πολύ. Γεια σας. Θέλω ξεκινώντας να ευχαριστήσω την ομάδα των φοιτητών εδώ του Πανεπιστημίου του Αιγαίου για την οργάνωση αυτής της πάρα πολύ ενδιαφέρουσας εκδήλωσης και για την επιλογή του νήματος που συνδέει τις ομιλίες του Breaking Point, του κομβικού σημείου. Και εγώ θα προσπαθήσω να μοιραστώ μαζί σας κάτι που πιστεύουμε ότι είναι ένα κομβικό σημείο στην παιδοκαρδιοχειρουργική και που μάλιστα ανοίγει δρόμους και σ' άλλες ιατρικές ειδικότητες προς πολλές κατευθύνσεις. Αλλά δυο λόγια για το τι είναι η παιδοκαρδιοχειρουργική, τι κάνουμε. Προσπαθούμε να θεραπεύσουμε παιδιά που έχουν γεννηθεί με καρδιολογικά προβλήματα. Με αυτό που λέμε συγγενείς καρδιοπάθειες. Είναι κατασκευαστικά προβλήματα της καρδιάς, συνήθως όχι κληρονομικά και δεν είναι και σπάνια. Πόσα είναι σε κάθε 100 παιδιά που γεννιούνται, ένα έχει ένα καρδιακό πρόβλημα. Αυτό σημαίνει ότι στην Ελλάδα κάθε μέρα 2-3 παιδιά, 2-3 μωρά κάπου στην Ελλάδα γεννιούνται με καρδιακό πρόβλημα. Ή στον κόσμο κάθε 30 δευτερόλεπτα ένα παιδί. Δεν είναι λίγα. Ευτυχώς μπορούμε και τα διορθώνουμε τις πιο πολλές φορές. Αλλά δεν είναι πάντα εύκολο. Γιατί? Γιατί ένα παιδί που γεννιέται με ένα καρδιακό κατασκευαστικό πρόβλημα, δεν έχει μια καρδιοπάθεια επίκτητη, δεν έχει ξεκινήσει τη ζωή του με μια καρδιά φυσιολογική που έχει φθαρεί όπως συμβαίνει σε εμάς τους μεγάλους. Από το κάπνισμα, από το στρέας, από τη διατροφή, οτιδήποτε. Άρα δεν έχουμε ένα φυσιολογικό υπόστρωμα που έχει πάθει μία βλάβη. Μπορεί να έχει το οτιδήποτε κατασκευαστικό που μπορεί να φανταστεί κανείς. Μπορούμε φυσικά να το διορθώσουμε τις πιο πολλές φορές, αλλά στα αλήθεια για να το διορθώσουμε πρέπει να μπορούμε να καταλαβαίνουμε πολύ καλά ποιο είναι το πρόβλημα. Και επειδή στη χειρουργική έχει πολύ μεγάλη σημασία η κατανόηση της γεωμετρίας, της τρισδιάστατης δομής του οργάνου για να μπορέσουμε να διορθώσουμε ό,τι προβλήματα έχει, καταφέγουμε προφανώς σε διάφορες και πολλές εξετάσεις που με τα χρόνια η ιατρική δύση έχει εξελίξει και είναι πάρα πολύ σπουδαίες όπως οι υπέρηχοι, οι αξιονικές κτλ. Παρά τα αυτά, είναι όχι σπάνιο φαινόμενο να μην μπορούμε να έχουμε μία σαφή εικόνα του τι θα βούμε και γι' αυτό είμαστε αναγκασμένοι μερικές φορές να πούμε στους γονείς ότι ξέρετε αυτό μάλλον είναι, αλλά όταν θα ανοίξουμε την καρδιά στο χειρουργείο, τότε θα διαπιστώσουμε ακριβώς τι συμβαίνει και τότε θα πορευτούμε αναλόγως. Βλέποντας και κάνοντας. Το έχετε ακούσει αυτό κανείς? Ναι. Είναι ικανοποιητικό? Στα αλήθεια όχι. Δεν σου δίνει μία πολύ μεγάλη αίσθηση συγουριάς και πράγματι πολλές φορές εξαιτίας αυτής αβεβαιότητας ο γιατρός βρίσκεται μπροστά σε πολύ δύσκολες καταστάσεις. Θα σας πω για την περίπτωση ενός μικρού κοριτσιού που το έφερε η μητέρα του πριν από λίγα χρόνια. Στο γραφείο να το δω. Είχε μια εκγενετής καρδιοπάθεια για την οποία είχε χειρουργηθεί, αλλά δεν είχε διορθωθεί το πρόβλημα. Γιατί δεν είχε διορθωθεί? Το παιδί είχε χειρουργηθεί σε ένα πολύ μεγάλο αξιόπιστο κέντρο καρδιοχειρουργική, στο εξωτερικό, από έναν καταπληκτικό γιατρό. Χειρουργήθηκε, έγινε η τομή, άνοιξε η καρδιά, σταμάτησε η καρδιά, αλλά ο χειρουγός είδε κάτι που δεν ήταν αυτό που περίμενε με βάση σε εξετάσεις. Ήταν κάτι τελείως διαφορετικό και πολύ δύσκολο. Σε ένα τέτοια κατάσταση δεν υπάρχει χρόνος να σκεφτείς καινούργια πράγματα. Η πίεση είναι πολύ μεγάλη. Τα δευτερόλεπτα υπανούν και η καρδιά που είναι σταματημένη δεν έχει πάρα πολύ μεγάλες αντοχές. Άρα δεν μπορούσε να σκεφτεί ποιο ήταν το σωστό και έπρεπε να σταματήσει. Τι έκανε όμως που ήταν πολύ σωστό. Κατέγραψε με λεπτομέρεια την ανατομική κατάσταση που βρήκε, έκλεισε την καρδιά, την ξεκίνησε. Ευτυχώς το παιδί κατάφερε να αναρώσει από αυτή την περιπέτεια και εκ των ιστέρων μπορέσαμε με βάση αυτά που λεπτομερώς περιέγραψε και κατέγραψε να σχεδιάσουμε ποια ήταν η πραγματική ανατομία, να σχεδιάσουμε μια καινούργια εγχείρηση και τελικώς το αποτέλεσμα ήταν έισο και το παιδάκι έγινε καλά. Αυτό όμως ήταν ένα πολύ δυσάρεστο σύμβαμα και ήταν αυτό που λέμε ένα breaking point, ένα κομμικό σημείο. Κάτι που μας προβλημάτισε. Και έπρεπε να σκεφτούμε πώς μπορούμε στο μέλλον να αποφεύγουμε τέτοιες καταστάσεις. Και βέβαια, επειδή αυτό συνέβη στο συνάδελφο, αλλά συνέβαινε και σε εμάς και σε πολλούς συναδέλφους σε όλο τον κόσμο και αρκετοί από εμάς αρχίσαμε να σκεφτόμαστε, ταυτόχρονα και ανεξάρτητα εμπολής, μήπως θα μπορούσαμε με τη βοήθεια της τεχνολογίας να μπορέσουμε να καταλάβουμε πολύ καλύτερα πώς είναι το εσωτερικό της καρδιάς, πριν βρεθούμε εκεί. Και αρχίσαμε να ψάχνουμε τη διαδικασία και να ζητάμε βοήθεια στην τεχνολογία του 3D printing. Τι είναι το 3D printing? Είναι μία μέθοδος κατασκευής ενός αντικειμένου με διαφορετική φιλοσοφία από ό,τι είναι ας πούμε η γλιπτική που είναι αφαιρετική. Ο γλιπ της παίρνει ένα κομμάτι μάρμαρο, αφαιρεί με τη σμήλη και φτιάχνει ένα άγαλμα ή το μηχάνημα στο εργοστάσιο μπορεί να αφαιρέσει μέταλο και να φτιάξει ένα μεταλλικό εξάρτημα. Στην τριζιάστατη εκτύπωση το μηχάνημα προσθέτει διαδοχικά στρώματα υλικού με τον έλεγχο ενός υπολογιστή και κατασκευάζει το αντικείμενο. Ωραία, και τι σχέση μπορεί να έχει αυτό με την παιδοκρατοχειρουργική. Μπορούμε με βάση την εικόνα που παίρνουμε από την αξιονική τομογραφία για παράδειγμα, η οποία είναι στην αλήθεια μια σειρά από πολλές εικόνες διαδοχικές, είναι πολλές φέτες του σώματος, μπορούμε αυτά τα ψηφιακά δεδομένα να τα επεξεργαστούμε, να αφαιρέσουμε ή να διαχωρήσουμε μέσα σε όλα αυτά τα ψηφιακά δεδομένα αυτά που απεικονίζουν το όργανο που μας ενδιαφέρει, εδώ είναι η καρδιά, από όλους τους άλλους ιστούς και αυτή την πληροφορία να την στείλουμε σε ένα ειδικό μηχάνημα, σε έναν εκτυπωτή, ένα 3D printer, ο οποίος και κατασκευάζει αυτό το αντικείμενο, που είναι ένα φυσικό αντίγραφο της καρδιάς. Εδώ λοιπόν έχουμε ένα κομβικό σημείο, έχουμε ένα breaking point, είναι το επόμενο βήμα στην εξέλιξη της προσπάθειας του ανθρώπου να καταλάβει το εσωτερικό του σώματος μας. Αυτή η διαδικασία έχει ξεκινήσει από τους αρχαίους Έλληνες, τους περίφμους γιατρούς της Αλεξάνδριας, που έκαναν ανατομικές μελέτες σε σώματα νεκρών. Μετά έσβησε αυτή η προσπάθεια, αναγεννήθηκε στο Μεσαίωνα της Ιταλίας και έχουμε τους άπλαντες τους ανατομικούς που δείχνουν με βάση αυτές τις ανατομικές μελέτες πώς είμαστε φτιαγμένοι. Βέβαια αυτό δεν μας βοηθάει να δούμε το εσωτερικό ενός ασθενούς που είναι εν ζωή. Σε αυτό μας βοήθησαν πολύ αργότερα οι ακτινογραφίες, η μαγνητική τομογραφία, η αξιονική τομογραφία. Μπορούμε με βάση αυτές να φτιάξουμε μία τρισδιάστατη εικόνα στον υπολογιστή και να την περιστρέψουμε, αλλά τώρα το κομμικό σημείο είναι ότι μπορούμε να έχουμε στα χέρια μας ένα φυσικό αντικείμενο, που είναι το αντίγραφο της καρδιάς. Και αυτό το φυσικό αντικείμενο μπορούμε να το περιεργαστούμε, να το κοιτάξουμε δεξιά-αριστερά, μπορούμε να το κόψουμε με τρόπους που δεν μπορούμε ούτε στον χειρουργείο, δεν μας επιτρέπεται να κόψουμε την καρδιά όπως θέλουμε, να καταλάβουμε το πρόβλημα, να σχεδιάσουμε την εγχείρηση, ακόμα και να την υλοποιήσουμε κατά κάποιο τρόπο σαν τεστ πριν, για να πετύχουμε ένα καλύτερο αποτέλεσμα. Και επειδή σίγουρα μια εικόνα αξίζει όσο χίλιες λέξεις, μπορείτε εδώ να δείτε κάποια τέτοια αντίγραφα, πώς μπορεί κανείς να τα κόψει, να τα περιστρέψει, να τα δει και εδώ να βγάζω και σας δείχνω ένα αντίγραφο, ένα ακριβές αντίγραφο της καρδιάς ενός νεογέννητου που έχει ένα σοβαρό καρδιακό πρόβλημα και αυτό μπορούμε να το αφαιρέσουμε από το θόρακα, μπορούμε να το ανοίξουμε, να μελετήσουμε το πρόβλημά του και να το διορθώσουμε. Και όταν θα πάμε στην περίπτωση του ασθενούς, να έχουμε πλέον μια πολύ καλύτερη κατανόηση του προβλήματος. Εδώ οι αθελοντές θα μοιράσουν και θα έχετε την ευκαιρία να πάρετε στα χέρια σας κάποια τέτοια αντίγραφα. Σας διαβεβαιώ, φυσικά δεν μπορείτε να καταλάβετε ίσως ακριβώς τι είναι, αλλά σας διαβεβαιώ χωρίς πολύ εκπαίδευση, αν καθόμασταν μαζί με ένα από αυτά σε δύο λεπτά, οποιοσδήποτε από εσάς χωρίς ειδική εκπαίδευση θα μπορούσε να καταλάβει ποιο είναι το πρόβλημα και πώς θα μπορούσαμε να το διορθώσουμε. Πετυχαίνουμε, λοιπόν, μία εξατομικευμένη ιατρική, που μας επιτρέπει να μην κάνουμε το ίδιο πράγμα, την ίδια εγχείρηση στον καθένα που φέρει το label, την ταμπέλα του, ότι πάσει από την τάδε πάθηση, αλλά να προσαρμόσουμε αυτό που κάνουμε ακριβώς στον ασθενή. Και αυτό είναι πολύτιμο, γιατί η εγχείρηση είναι ακριβέστερη, είναι γρηγορότερη, είναι ασφαλέστερη, οι επιπλοκές είναι λιγότερες, τα σφάλματα μειώνονται και ο ασθενής έχει καλύτερο αποτέλεσμα και καλύτερη ποιότητα ζωής. Αποφεύγουμε με όλη αυτή τη διαδικασία τα ιατρικά σφάλματα, τα οποία είναι πάρα πάρα πολύ δαπανηρά και σε ανθρώπινο πόνο και σε κόστος. Και γι' αυτό και οι ασθενείς και οι γιατροί και τα νοσοκομεία και το ασφαλιστικό μας σύστημα θέλει να έχει αυτή τη τεχνολογία γιατί προχωράει προς το μέλλον. Πέρα όμως από την ωφέλεια που μπορεί να έχει ο συγκεκριμένος ασθενής και το τι μπορούμε εμείς να κάνουμε για τον συγκεκριμένο ασθενή, αυτή η τεχνολογία είναι και μια πόρτα που οδηγεί σε μια επανάσταση στην ιατρική εκπαίδευση. Σκεφτείτε το εξής, πώς μαθαίνουμε ιατρική. Έχουμε βιβλία, έχουν εικόνες, σήμερα βλέπουμε και βίντεο και μπορούμε έτσι να παίρνουμε γνώσεις. Όμως, σε όλες οι ιατρικές σχολές του κόσμου, η βάση ένα από τα βασικά μαθήματα είναι το μάθημα της ανατομικής. Πρέπει να καταλάβουμε πολύ καλά πώς είναι φτιαγμένο το ανθρώπινο σώμα. Και αν πρόκειται να μελετήσουμε ή να καταλάβουμε μια συγκεκριμένη πάθηση, τότε μπορεί να χρειαστεί να καταφύγουμε σε μία, όπως λέμε, ανατομική βιβλιοθήκη. Τι είναι οι ανατομικές βιβλιοθήκες? Οι ανατομικές βιβλιοθήκες είναι, στα αλήθεια, συλλογές από ανθρώπινα όργανα διατηρημένα σε κάποια ειδικά διαλήματα, τα οποία μπορούμε να εξετάσουμε για να καταλάβουμε ένα συγκεκριμένο πρόβλημα. Είναι εύκολο να πάει κανείς σε μία ανατομική βιβλιοθήκη. Υπάρχουν πέντε στον κόσμο. Θες να μάθεις για την τετραλογία φαλλό, πρέπει να ταξιδέψεις στην Βοστόνη, να πάρεις άδεια και να μπορέσεις, ίσως να ακουμπήσεις αυτό το πολύτιμο έκθεμα για να καταλάβεις κάτι. Δεν είναι ικανοποιητικό. Σήμερα, όμως, με αυτή τη τεχνολογία, έχουμε ήδη φτιάξει μία από τις… Υπάρχουν δυό-τρεις στον κόσμο και εμείς εδώ στην Αθήνα έχουμε φτιάξει μία ανατομική βιβλιοθήκη τρισδιάστατον μοντέλων, που σημαίνει ότι η παθολογία πραγματικών ασθενών υπάρχει διαθέσιμη στο σύννεφο, in the cloud, είναι προσβάσιμη στον καθένα από οπουδήποτε στη Γη, μπορεί να εκτυπωθεί από οποιοδήποτε πανεπιστήμιο, γιατρό, οποιοδήποτε ενδιαφέρεται για αυτή τη συλλογή των προβλημάτων και να χρησιμοποιήσει αυτά τα μοντέλα επάπυρον, ξανά και ξανά. Και αυτή η βιβλιοθήκη θα μεγαλώνει ατερμόνως και θα είναι ένα πολύτιμο βοήθημα στην ιατρική εκπαίδευση. Ακόμα υπάρχει μία άλλη διάσταση στην ιατρική εκπαίδευση που ανοίγεται μπροστά μας με αυτή την τεχνολογία, που είναι η προσωμίωση. Κοιτάξτε, ο πιλότος που σας πάει στο Λονδίνο ή από εδώ στην Αθήνα, πριν πάρει τη ζωές μας στα χέρια του και πιλοτάρει το αεροπλάνο, έχει περάσει ατέλειωτες ώρες σε προσωμιωτές πτήσεις, ούτως ώστε να μάθει τι γίνεται, πώς χειρίζεται διάφορες καταστάσεις, χωρίς να κινδυνεύουν οι επιβάτες. Στην ιατρική, που οι κίνδυνοι καμιά φορά είναι, όχι καμιά φορά, συχνά, είναι πολύ μεγαλύτεροι από αυτούς που συνειδητοποιεί ο μέσος άνθρωπος. Υπάρχουν επεμβάσεις που κάνουμε, στις οποίες ο κίνδυνος για τη ζωή του παιδιού μπορεί να είναι 50%. Πώς, όμως, θα εκπαιδεύσουμε έναν γιατρό να κάνει μια εγχείρηση που ο κίνδυνος της είναι 50%? Η εκπαίδευση σήμερα, στα αλήθεια, η χειρουργική, δεν διαφέρει από την εκπαίδευση, τον τρόπο εκπαίδευσης που υπήρχε πριν από 200 χρόνια. Τι γίνεται, υπάρχει ο δάσκαλος χειρουγός, υπάρχει ο μαθητευόμενος ο οποίος εργάζεται δίπλα του, τον παρατηρεί, τον βοηθά, σιγά σιγά καθώς ο δάσκαλος τον εμπιστεύεται, τον αφήνει να κάνει κάποια κομμάτια της επέμβασης, ούτως ώστε σταδιακά με τα χρόνια να αποκτήσει τις δεξιότητες που θα επιτρέψουν στον μαθητευόμενο να κάνει μόνος του μία εγχείρηση. Και αν μιλάμε για κάποια σπάνια πάθηση που δεν εμφανίζεται κάθε μέρα ή πολύ συχνά, αυτή η διαδικασία μπορεί να διαρκέσει 10, 15, 20 χρόνια. Έχουμε όμως σήμερα την δυνατότητα, αυτή την επαναστατική δυνατότητα, να κάνουμε προσωμίωση. Να πάρουμε αυτό, αυτή την καρδιά που είναι ένα ακριβές αντίγραφο μιας σπάνιας πάθησης και με συνθήκες σε ένα εργαστήριο με μαθητευόμενους να τους μάθουμε την εγχείρηση βήμα προς βήμα, όσες φορές χρειάζεται, έως ότου τα χειρουργικά βήματα να γίνουν κτήμα του μαθητευόμενου με μηδενικό κίνδυνο για τον ασθενή. Γιατί δεν είναι σωστό ο ασθενής να υφίσταται παραπάνω κίνδυνο για την μάθηση, για την εκπαίδευση, που βέβαια είναι απαραίτητη και θα τη χρειαστούν όλοι οι μελλοντικοί ασθενείς, αλλά ο ίδιος ασθενής δεν φταίει σε κάτι. Και εδώ θέλω μόνο να δείτε ένα βιντεάκι που δείχνει την πραγματική εγχείρηση στο αριστερό πάνελ και την επέβαση όπως βλέπετε είναι πανωμιότυπο, όπως γίνεται στο τρισδιάστατα εκτυπωμένο μοντέλο. Και αφήνοντας αυτό, επειδή ανοίγεται μπροστά μας και μια ακόμα πολύ μεγάλη, ένα πολύ ευρύ πεδίο, στο οποίο η τρισδιάστατη εκτύπωση της καρδιάς θα μας βοηθήσει, είναι αυτό της βιοπροσθετικής και της αντικατάστασης οργάνων. Σίγουρα, επειδή αυτή η τεχνολογία της τρισδιάστατης εκτύπωσης δεν αφορά πλέον μόνο της συγγενής καρδιοπάθειας και την παιδοκαρδιοχειρουργική, έχει ήδη επεκταθεί στην καρδιοχειρουργική ενηλίκων, στις βαλβίδες, στην επεμβατική καρδιολογία και σε άλλες ειδικότητες, στη χειρουργική, στην ογκολογία. Όλοι οι χειρουργοί και όλοι όσοι βάζουν και βγάζουν πράγματα από το ανθρώπινο σώμα έχουν ανάγκη να ξέρουν πάρα πολύ καλά τι υπάρχει για να το διορθώσουν. Επομένως, αυτή η τεχνολογία μας δίνει από τη μια μεριά τη δυνατότητα να εκτυπώσουμε εξατομικευμένα πρόσθετα για να θεραπεύσουμε τον ασθενή. Μια άρθρωση, ένα τμήμα ωστού του κρανίου ή οτιδήποτε από αδρανεί όμως υλικά. Αλλά αυτό που είναι μια ακόμα πιο επαναστατική διαδικασία, είναι να μπορέσουμε να φτιάξουμε ζωντανά πρόσθετα. Δηλαδή, να εκτυπώσουμε ένα ψηφιακά επεξεργασμένο μοντέλο του οργάνου ή του ιστού που θέλουμε να κάνουμε, το οποίο να περιέχει και ένα υλικό το οποίο να ενσωματώνεται με το σώμα και να είναι συμβατό, αλλά κυρίως να περιέχει ζωντανά κύτταρα, φλαστοκύτταρα του ίδιου του ασθενού, ώστε αυτό που εκτυπώνουμε με αυτή τη λεγόμενη βιομελάνη να είναι ζωντανό, να μην απορρίπτεται και να μπορεί να μεγαλώσει. Γιατί θα μπορούσε να είναι αυτά? Θα μπορούσε να είναι τμήματα ιστού που θα βοηθήσουν στην επούλωση τραυμάτων, εγκαυμάτων ή εσωτερικών τραυμάτων ενός εμφράγματος. Θα μπορούσε να είναι ολόκληρα αγγεία, βαλβίδες, εν τέλει θα μπορούσε να είναι και ολόκληρο το όργανο. Υπάρχει πάρα πολύ μεγάλο ενδιαφέρον παγκόσμια για αυτή την ερευνητική διαδικασία και πιστεύω ότι θα καταλήξει, γιατί όλα τα συστατικά υπάρχουν, θα καταλήξει σε ένα ευνοϊκό αποτέλεσμα σταδιακά και καθώς εξελίσσονται τα πράγματα. Πέραν λοιπόν αυτών θα υπάρξουν πιθανότατα και άλλες εφαρμογές που δεν μπορούμε να τις προβλέψουμε, αλλά προς το παρόν μπορούμε να πούμε με σιγουριά ότι η τρισδιάστατη εκτύπωση της καρδιάς αλλά και άλλων οργάνων είναι πολύτιμη για την εξατομικευμένη παιδοκαρδιοχειρουργική ή χειρουργική σε διάφορα άλλα όργανα ή επεμβατικές πράξεις, γιατί προσφέρει πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια αποτελεσματικότητα, ασφάλεια και μικρότερο κόστος. Είναι δεδομένο και είναι σημερινή πραγματικότητα. Ήδη είναι επίσης πραγματικότητα η τεράστια συνησφορά στην ιατρική εκπαίδευση, είτε με την online cloud βιβλιοθήκη οργάνων που αναπτύσσουμε, είτε και με τις διάφορες διαδικασίες χειρουργικής προσωμίωσης και τα σεμινάρια προς αυτή την κατεύθυνση. Και τέλος, η βιοεκτύπωση ιστών και οργάνων θα είναι το μέλλον. Ευχαριστώ.