de.wedoany.com-Bericht: Ein Forscherteam der New York University Abu Dhabi und der Cleveland Clinic Abu Dhabi hat ein Rechenframework namens PETALS (Personalized Endoscopic Transmural Abscess Drainage Solution) entwickelt und auf dieser Grundlage mittels Stereolithografie (SLA) den 3D-gedruckten Magenleck-Stent Lily hergestellt. Prüfstandtests zeigen, dass die Drainagegeschwindigkeit dieses Stents 27,0 µL/s beträgt, was einer Steigerung von 30 % gegenüber dem kommerziellen Boston Scientific Advanix-Biliärstent (20,8 µL/s) entspricht, bei einer um 32 % reduzierten hydraulischen Resistenz.
Magenlecks nach laparoskopischer Schlauchmagenoperation (LSG) gehören zu den klinisch schwierigsten Komplikationen, mit einer Inzidenz von etwa 1–3 % bei Ersteingriffen und bis zu 10 % bei Revisionsfällen. Die derzeit klinisch eingesetzte endoskopische interne Drainage (EID) erfordert den Off-Label-Einsatz von biliären Doppelpigtail-Stents (DPS), die jedoch speziell für die biliäre Anatomie ausgelegt sind und eine unerwünschte Ereignisrate von bis zu 13,8 % aufweisen. Klinisch fehlt es seit langem an speziellen Drainagegeräten für Magenlecks.
Das vom Forscherteam entwickelte PETALS-Framework identifizierte mittels zweidimensionaler numerischer Strömungsmechanik (CFD)-Simulationen die Stentlänge und den Innendurchmesser als Hauptvariablen für die Drainageleistung. Das Team bewertete zwei additive Fertigungsverfahren: selektives Lasersintern (SLS) mit Polyurethan und Stereolithografie (SLA) mit Formlabs Flexible 80A-Harz. Die SLA Flexible 80A-Proben zeigten die größte Ähnlichkeit mit kommerziellen Polyethylen-Geräten in Bezug auf Fließgeschwindigkeit und mechanische Eigenschaften und wurden daher als Material für die anschließende Designoptimierung ausgewählt.
Von den beiden auf Basis des PETALS-Frameworks generierten Designs wurde der sechssegmentige Lily-Stent aufgrund seines querschnittlichen Aussehens, das an die gleichnamige Pflanze erinnert, ausgewählt. Das Design umfasst Längsrippen und Fenster im Abstand von 5 mm, die bei Beibehaltung des zentralen Führungsdrahtlumens eine hervorragende Drainageleistung ermöglichen. Im Gegensatz dazu schnitt das andere Design namens Clover schlechter ab als kommerzielle Geräte. Eine siebentägige Kurzzeit-Implantationsstudie in vivo zeigte keine signifikanten histologischen Unterschiede zwischen dem Flexible 80A-Material und kommerziellem Polyethylen.
Die Forscher schätzen, dass eine um 30 % höhere Drainagegeschwindigkeit möglicherweise mindestens einen Stentwechsel pro Patient einsparen könnte, was in den USA jährliche Gesundheitskosten von etwa 42,5 Millionen US-Dollar einsparen würde. Das Team wies zudem darauf hin, dass die aus PETALS abgeleiteten Stentgeometrien mit herkömmlichen Extrusionsfertigungsverfahren kompatibel sind, was bedeutet, dass die Stents ohne Abhängigkeit von additiver Fertigungs-Infrastruktur am Point of Care in Serie produziert werden können. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Advanced Healthcare Materials“ veröffentlicht.
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