Sharebot Voyager e il FabLab Padova stampano la valvola tricuspide in 3D per una tesi

Il bello della stampa 3D è che viviamo in un momento di tale innovazione che l’unico limite è davvero l’immaginazione. La stampa 3D ci ha aperto un nuovo modo di fare le cose e questo – un po’ come quando si arriva in un nuovo livello di un videogioco rpg – apre tantissimo possibilità da esplorare.

Per la loro tesi di specializzazione, per esempio, i dott. Luigi Paolo Badanu e Denia Muraru, insieme alla specializzanda Dott.ssa Anna Maddalozzo, hanno stampato in 3D di una valvola cardiaca, la tricuspide, usando la nuova stampante 3D a resina Voyager di Sharebot (che è da pochissimo uscita sul mercato) e i servizi forniti dal Fablab Padova, creando qualcosa che non era mai stato fatto prima. Se una volta le tesi potevano limitarsi a dimostrare qualcosa di nuovo, ora possono davvero crearlo.

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La premessa della tesi è che a differenza della valvola mitrale, “l’analisi morfofunzionale della valvola tricuspide con l’ecocardiografia bidimensionale (2D), sia essa transtoracica o transesofagea, è resa difficile dalla posizione anteriore della valvola (dietro allo sterno), dalla difficoltà nell’orientare nello spazio le sezioni 2D e dal fatto che non si riesce, se non in casi particolari, ad avere una visione di insieme della valvola in un’unica sezione ecocardiografica. Al contrario, l’ecocardiografia tridimensionale (3D) permette la visualizzazione completa dell’apparato valvolare tricuspidale (lembi, anello e apparato sottovalvolare) e le loro relazioni spaziali con le strutture circostanti.

Considerando che la stampa 3D viene utilizzata sempre più frequentemente, come strumento clinico (per protesi individualizzate, creazione di modelli anatomici realistici per la pianificazione pre­operatoria e come ausilio nel colloquio con i pazienti), bisogna sottolineare che in ambito cardiochirurgico è già realtà l’uso di specifici modelli stampati in 3D di difetti cardiaci congeniti, tumori cardiaci e della radice aortica, estrapolati da dati volumetrici ottenuti dalla tomografia computerizzata (TC) e risonanza magnetica cardiaca (RMC), per simulare e pianificare gli interventi e per ottenere il consenso dei pazienti/genitori all’intervento.

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Per realizzare il progetto gli specializzandi hanno acquisito i data set 3D della valvole tricuspide di 5 pazienti che soffrivano di varie patologie (valvola normale, dilatazione dell’annulus tricuspidalico conmarcato tethering dei lembi, insufficienza tricuspidale funzionale e insufficienza tricuspidale organica severa). Questi dati digitali sono stati analizzati con un prototipo di software dedicato per la valvola tricuspide, realizzato in collaborazione con il dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Bologna, in grado di generare un modello 3D dei lembi valvolari e dell’anello. L’analisi geometrica di ciascun complesso della valvola tricuspide è stata eseguita nello stesso momento durante il ciclo cardiaco (in mesosistole). Le coordinate spaziali di ciascun annulus e dei lembi della valvola tricuspide sono state rielaborate e importate in MeshLab software (Visual Computing Lab ISTI­ CNR) per creare dei modelli 3D digitali delle valvole.

A partire dalle coordinate spaziali dei modelli digitali della valvola è stato possibile produrre dei modelli di valvole 3D in resina elastica, mediante tecnica stereolitografica, utilizzando, appunto, una stampante 3D già disponibile in commercio (Sharebot Voyager DLP a resina liquida) a un prezzo facilmente accessibile a qualsiasi istituzione ospedaliera.

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Purtroppo, per quanto possa offrire numerosi vantaggi sia economici, in termini di tempo in sala operatoria e rapidità di guarigione del paziente, le tecnologie di stampa 3D non vengono ancora adottate massicciamente nella maggior parte degli ospedali italiani. Come dimostra anche questa tesi, che ha permesso a degli specializzandi di realizzare qualcosa di unico al mondo, le nuove generazioni di medici si stanno già attrezzando per sfruttare tutti questi vantaggi a pieno.

Se già da quasi due decenni la stampa 3D ha avuto un utilizzo in campo medicale attraverso i sistemi di stampa 3D industriali, esistono già decine se non centinaia di casi di utilizzo della stampa 3D in ambito medico, anche con stampanti low-cost e accessibili commercialmente. Per permettere a tutti i giovani medici di scoprire quali siano questo possibilità, confrontarsi e superare i limiti imposti dall’immaginazione del singolo, il Dott. Nicola Bizzotto, Chirurgo della Clinica dell’Università di Verona, e il Dott. Fornasari dello IOR di Bologna, hanno creato l‘Italian Digital Biomanufacturing Network, che verrà presentato il prossimo 19 giugno a Bologna e che noi di IL REPLICATORE e 3Discover.it stiamo contribuendo a organizzare. Se volete saperne di più so come la stampa 3D possa davvero fare la differenza in campo medico, non mancate (iscrivetevi cliccando qui).

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