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Meta-Analysis
. 2024 Nov;121(12):e20240430.
doi: 10.36660/abc.20240430.

Impact of 3D Printing on Cardiac Surgery in Congenital Heart Diseases: A Systematic Review and Meta-Analysis

[Article in Portuguese, English]
Davi Shunji Yahiro  1 , Mariana de Paula Cruz  1 , Brenda Ficheira Coelho Ribeiro  1 , Luiza Meireles Teixeira  1 , Maria Fernanda Ribeiro Mendes de Oliveira  1 , Aurea Lúcia Alves de Azevedo Grippa de Souza  1 , Ana Flávia Malheiros Torbey  1 , Juliana Serafim da Silveira  2 , Claudio Tinoco Mesquita  1   2
Affiliations
Meta-Analysis

Impact of 3D Printing on Cardiac Surgery in Congenital Heart Diseases: A Systematic Review and Meta-Analysis

[Article in Portuguese, English]
Davi Shunji Yahiro et al. Arq Bras Cardiol. 2024 Nov.

Abstract
in English, Portuguese

Background: Congenital heart disease (CHD) poses significant challenges in surgical management due to the complexity of cardiac anatomy. Three-dimensional (3D) printing has emerged as a promising tool in preoperative planning, intraoperative guidance, and medical education for CHD surgeries.

Objectives: We aimed to systematically review the literature on the utilization and benefits of 3D printing technology in CHD surgical interventions.

Methods: A systematic search was conducted across PubMed and EMBASE for studies published up to February of 2024. We included controlled and uncontrolled studies investigating the surgical role of 3D printing in CHD patients. We conducted a single-arm meta-analysis estimating the proportion of change in treatment planning due to the use of 3D printed-models. Moreover, studies that compared 3D printing to conventional care were included into the meta-analysis. A p-value < 0.05 was considered statistically significant.

Results: A total of 21 studies met the inclusion criteria, comprising 444 patients undergoing CHD surgeries with 3D printing assistance. Preoperative planning aided by 3D models led to changing surgical decisions in 35 of 75 cases (51.8%; 95% CI 26.6-77.0%, I2=80.68%, p=0.001) and reduced total operative time in 22.25 minutes in favor of the 3D printing group (95%CI 49.95; 5.80 min, I2=0%, p=0.817) but without statistical significance. Albeit in a smaller sample, other endpoints (mechanical ventilation and ICU time) demonstrated some benefit from the technology but without statistical significance.

Conclusions: By providing personalized anatomical models, 3D printing may facilitate surgical planning and execution. More studies are needed to investigate the effects of 3D printing on reducing intervention, hospitalization, and mechanical ventilation times.

Fundamento: As cardiopatias congênitas (CCs) impõem um desafio importante ao tratamento cirúrgico devido à complexidade da anatomia cardíaca. A impressão em 3D surgiu como uma ferramenta promissora no planejamento perioperatório, no direcionamento intraoperatório, e na educação médica em cirurgia de CC.

Objetivo: Avaliar sistematicamente a literatura sobre o uso e os benefícios da tecnologia de impressão em 3D nas intervenções cirúrgicas de CCs.

Métodos: Realizou-se uma busca sistemática nas bases de dados PubMed e EMBASE por estudos publicados até fevereiro de 2024. Incluímos estudos controlados e não controlados investigando o papel da impressão em 3D em cirurgias em pacientes com CCs. Conduzimos uma metanálise de braço único estimando a proporção de mudança no planejamento do tratamento devido ao uso de modelos impressos em 3D. Além disso, estudos que compararam o uso de impressão em 3D com tratamento convencional foram incluídos na metanálise. Um valor de p<0,05 foi considerado estatisticamente significativo.

Resultados: Um total de 21 estudos preencheram os critérios de inclusão, incluindo 444 pacientes submetidos a cirurgias de CCs com auxílio da impressão em 3D. O planejamento pré-operatório com ajuda de modelos 3D levou a mudança de decisões cirúrgicas em 35 dos 75 casos (51,8%; IC95% 26,6-77,0%, I2=80,68%, p=0,001) e redução no tempo total da cirurgia em 22,25 minutos a favor da impressão e 3D (IC95% - 49,95; 5,80 min; I2=0%; p=0,817), mas sem significância estatística. Embora em uma amostra menor, outros desfechos (ventilação mecânica e tempo na unidade de terapia intensiva) demonstraram algum benefício da tecnologia mas sem significância estatística.

Conclusões: Ao fornecer modelos anatômicos personalizados, a impressão em 3D pode facilitar o planejamento e a execução da cirurgia. Mais estudos são necessários para investigar os efeitos da impressão em 3D na redução nos tempos da intervenção, de internação e de ventilação mecânica.

PubMed Disclaimer

Conflict of interest statement

Potencial conflito de interesse: Não há conflito com o presente artigo.

Figures

Figura Central
Figura Central. : Impacto da Impressão em 3D nas Cirurgias de Cardiopatias Congênitas: Revisão Sistemática e Metanálise
Figura 1
Figura 1. – Fluxograma PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) mostrando o fluxo das publicações pelo processo de revisão.
Figura 2
Figura 2. – Avaliação do risco de viés dos estudos incluído.
Figura 3
Figura 3. – Análise agrupada da mudança na decisão cirúrgica após interação com modelos impressos em 3D; IC: intervalo de confiança.
Figura 4
Figura 4. – Análise agrupada do tempo total de cirurgia no grupo submetido a tratamento com uso de impressão em 3D em comparação ao grupo submetido a tratamento convencional. IC: intervalo de confiança.
Figura 5
Figura 5. – Análise agrupada do tempo médio de bypass no grupo submetido a tratamento com uso de impressão em 3D em comparação ao grupo submetido a tratamento convencional. IC: intervalo de confiança.
Central Illustration
Central Illustration. : Impact of 3D Printing on Cardiac Surgery in Congenital Heart Diseases: A Systematic Review and Meta-Analysis
Figure 1
Figure 1. – Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) chart showing the flow of publications via the review process.
Figure 2
Figure 2. – Risk of Bias Assessment of the included studies.
Figure 3
Figure 3. – Pooled analysis for change in surgery decision after 3D-printed model interaction. CI: confidence interval.
Figure 4
Figure 4. – Pooled analysis of total surgery time on 3D printing group compared to conventional group. CI: confidence interval.
Figure 5
Figure 5. – Pooled analysis of mean bypass time on 3D printing group compared to conventional group. CI: confidence interval.
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