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Come la stampa 3D sta cambiando la chirurgia, le protesi e i trapianti


La stampa 3D sta avendo un impatto enorme sulla progettazione di protesi e impianti odontoiatrici, consentendo la creazione di oggetti personalizzati adatti al paziente o al particolare compito da svolgere. Ma le applicazioni della stampa 3D nel settore sanitario sono anche altre, dalla creazione di strumenti chirurgici alla facilitazione dei trapianti di organi, dalla fabbricazione di protesi a basso impatto alla stampa di organi. Se ne è occupato un articolo sulla rivista “News Medical Lifes Sciences”.

La stampa 3D è sempre più utilizzata in chirurgia per la progettazione e la produzione di modelli accurati per la formazione, strumenti specializzati e impalcature che favoriscono l’impianto o la riparazione dei tessuti. Uno dei principali vantaggi delle tecnologie di stampa 3D è la possibilità di apportare modifiche in itinere sulla base del feedback immediato di chirurghi e altri professionisti del settore medico; le modifiche alla progettazione possono essere implementate velocemente e il nuovo dispositivo può essere stampato in poche ore.

La possibilità di produrre modelli di formazione specifici per il paziente potrebbe potenzialmente essere rivoluzionaria in termini di modalità di esecuzione degli interventi chirurgici, in quanto i dettagli peculiari degli organi interni di un certo paziente, accertati con diversi tool di scansione, possono essere riprodotti nel dettaglio. Questo riduce le sorprese per i chirurghi durante l’intervento e aiuterebbe enormemente la preparazione a interventi più complessi.

Uno dei problemi principali delle protesi ordinarie prodotte in serie è l’abbandono: l’utente cessa di indossare la sua protesi perché scomoda, sgraziata o esteticamente poco gradevole. Il dimensionamento personalizzato possibile grazie alle tecnologie di stampa 3D consente di produrre protesi molto più confortevoli con componenti biocompatibili, potenzialmente con design più complessi e massa inferiore rispetto alle protesi tradizionali. Attualmente, i dispositivi protesici sono liberamente disponibili per essere scaricati e stampati a casa su una serie di siti web dedicati, e sono nate molte aziende dedicate alla produzione di dispositivi protesici per mercati particolari. Openbionics, ad esempio, è un’azienda con sede nel Regno Unito che stampa protesi personalizzate, con modelli ispirati ai supereroi destinati ai bambini, con accessori specializzati per i musicisti e così via.

Vari biomateriali possono essere depositati con un metodo di fabbricazione additiva simile alla stampa 3D per produrre impalcature impiantabili, tessuti e persino interi nuovi organi. I bioink contenenti cellule viventi vengono depositati in modo stratificato per stampare l’organo, in genere utilizzando un’impalcatura e/o polimeri naturali all’interno del bioink, che induriscono e mantengono le cellule in posizione; in genere vengono utilizzati polimeri idrogel come fibrina, gelatina, alginati, chitosano e acidi ialuronici. Gli organi stampati in 3D come questi contengono cellule coltivate dal paziente e sono quindi molto più biocompatibili di un organo donato. Quando vengono stampati in 3D, gli organi personalizzati possono essere realizzati per adattarsi al meglio al paziente, non solo in termini di biocompatibilità ma anche di forma e dimensioni; ad esempio, è possibile adattare le dimensioni delle valvole cardiache alle dimensioni del paziente.