Un cuore stampato in 3D per una cardiochirurgia più sicura
L’elevata incidenza delle malattie cardiovascolari rende necessario trovare dei modi per migliorare la sicurezza dei pazienti. Il progetto MedicalPhant, finanziato dall’UE, ha sviluppato un simulatore 3D per riprodurre l’organo e la patologia del paziente. Questo progetto multidisciplinare è stato uno sforzo collaborativo tra l’azienda Valida Innovation, l’Università politecnica di Valencia, l’istituto di ricerca dell’ospedale La Fe e l’ospedale La Fe. L’innovazione alla base di MedicalPhant Il modello di MedicalPhant utilizza informazioni provenienti da ultrasuoni, scansioni mediante tomografia computerizzata e immagini ottenute con risonanza magnetica per immagini. Vengono riassunte accuratamente le proprietà fisiche e meccaniche del cuore, fornendo un modello personalizzato della vascolarizzazione esterna e interna che consente la simulazione di complesse situazioni cliniche. Il modello cardiaco stampato in 3D viene quindi collegato a una macchina che riproduce le condizioni all’interno del corpo umano, quali pressione sanguigna, flusso sanguigno, temperatura e battiti del cuore. Una volta stabiliti tutti i parametri, i medici possono vedere come si comporta il modello cardiaco del paziente e determinare se l’approccio specifico porta ai risultati previsti. Come spiega José María García, amministratore delegato dell’azienda Valida Innovation, «il comportamento del modello del cuore è molto simile alla situazione clinica del paziente e può essere studiato, con i chirurghi che possono intervenire molte volte prima ancora di mettere piede in sala operatoria». Il chirurgo può persino riprodurre le condizioni che potrebbero verosimilmente causare problemi e prevedere se l’intervento chirurgico sarà coronato da successo. Attualmente, il prototipo del simulatore è stato convalidato mediante la sua applicazione a casi di studio reali di chirurgia cardiovascolare per ottenere una capacità diagnostica prima dell’intervento. Usando il modello di MedicalPhant, gli scienziati hanno dimostrato che è possibile verificare l’esito di un’operazione alla valvola cardiaca simulando il riposizionamento della cuspide e testando il funzionamento della valvola in condizioni reali di flusso e pressione del sangue. Analogamente, il modello 3D ha la capacità di prevedere lo sviluppo di complicazioni come la formazione di una fistola anormale dopo la sostituzione di una valvola, che impedisce ai pazienti di migliorare la loro qualità della vita dopo un’operazione. Il modello di MedicalPhant rende possibile una migliore selezione degli impianti per correggere la complicazione e portare a un funzionamento appropriato della valvola. Un unico modello 3D MedicalPhant è stato un progetto di grande successo ma anche impegnativo, mettendo insieme competenze da campi differenti, che spaziavano dalla diagnostica per immagini e dagli studi delle malattie cardiovascolari all’ingegneria dei materiali e alla complessa stampa 3D. I partner hanno dovuto riprodurre la delicata anatomia delle valvole cardiache, un compito molto difficile persino per i sistemi di diagnostica per immagini più avanzati. García rivela che «abbiamo dovuto pensare fuori dagli schemi per ogni singola tecnologia e fonderle poi tutte assieme in un unico modello». Ci sono indubbiamente molti vantaggi nel realizzare un modello del tessuto cardiaco del paziente prima dell’intervento chirurgico. «Il nostro approccio contribuisce alla preparazione della squadra chirurgica senza mettere a rischio la vita di un paziente, riducendo complicazioni e costi», sottolinea García. L’azienda sta lavorando all’adattamento industriale del prototipo di modello prima di procedere alla commercializzazione del loro simulatore 3D. Il piano prevede di condurre ampi studi clinici con alcuni dei principali istituti europei che si occupano di ricerca sul cuore e certificazione dei dispositivi medici. Essenziale per il successo futuro dell’innovativa tecnologia di stampa 3D di MedicalPhant è la comunicazione ai pazienti cardiovascolari dei vantaggi di una ricostruzione 3D del loro cuore rispetto a un’immagine 2D in scala di grigi.
Parole chiave
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