In collaborazione con Progettare per la sanità Edra

Un nuovo naso “copiato” dal gemello con la stampa 3D

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Al Meyer di Firenze medici e ingegneri collaborano per acquisire la geometria del volto del fratello del piccolo paziente e utilizzarla per progettare e stampare strumenti di ausilio al chirurgo

I medici del Meyer di Firenze hanno lavorato a fianco degli ingegneri di T3Ddy per “copiare” il naso del gemello di un piccolo paziente. In questo modo hanno ricostruito il naso progettandolo con l’ausilio della stampa 3D, per ottenere un risultato quanto più possibile naturale.

È la storia di un bambino di cinque anni, operato con successo dal team di chirurghi dell’Aou Meyer Irccs, guidato da Flavio Facchini, specialista in Chirurgia plastica e ricostruttiva. Nato prematuro alla 28esima settimana di gravidanza, il piccolo era privo della piramide nasale a seguito di una complicanza perinatale: di fatto il suo volto risultava senza nasino, con solo le due narici. I genitori si sono rivolti al Meyer per iniziare la ricostruzione il prima possibile, per evitare al bambino sofferenza emotiva e difficoltà sociali.

Scansione e stampa 3D decisive

Utilizzando le tecnologie di scansione 3D è stato possibile acquisire la geometria del volto del gemello. La forma del naso del gemello è stata utilizzata per progettare e stampare strumenti di ausilio al chirurgo: grazie alla tecnologia 3D sono state stampate delle “sagome” che – proprio come dime di taglio – sono servite per prelevare frammenti di cartilagine costale del bambino con altissima precisione, rendendo l’intervento il meno invasivo possibile. Questi frammenti sono stati assemblati, un po’ come le tessere di un puzzle, per costruire l’impalcatura ossea e cartilaginea della piramide nasale, successivamente ricoperta con lembi cutanei prelevati dalla fronte e dal tessuto mucoso del piccolo.

Non solo: sempre utilizzando le immagini 3D del volto del fratello, è stata realizzata anche una maschera trasparente sterile che durante l’intervento ha consentito di verificare la perfetta corrispondenza delle dimensioni.

Il primo intervento è durato oltre sette ore, seguito da un secondo di rifinitura: entrambi sono riusciti perfettamente, il piccolo sta bene ed è tornato all’asilo.

L’operazione è stata possibile grazie alla collaborazione tra i chirurghi del Meyer e T3Ddy (www.t3ddy.org), il laboratorio sostenuto dalla Fondazione Meyer, coordinato dalla professoressa Monica Carfagni per l’Unifi e da Kathleen McGreevy per il Meyer, dedicato proprio all’introduzione di tecnologie 3D innovative nella pratica clinica.

In fase pre-operatoria, ingegneri e medici hanno lavorato fianco a fianco: partendo dalla scansione 3D, gli ingegneri di T3Ddy hanno ottimizzato il design della ricostruzione per adattarlo perfettamente alla conformazione specifica del paziente, identica a quella del gemello. Eseguendo una replica stampata in 3D del volto, è stato possibile simulare l’intero intervento due volte prima dell’esecuzione reale in sala operatoria.

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La biostampante a basso costo di Enea aiuta la ricerca oncologica

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BioVerve permette di usare stampanti 3D non professionali per riprodurre modelli di tumori, facilitando i test di nuovi approcci terapeutici

Enea ha messo a punto una biostampante a basso costo, denominata BioVerve, in grado di ‘riprodurre’ modelli in 3D di tumori, con l’obiettivo di affinare la ricerca di nuove terapie oncologiche.

È stata realizzata in collaborazione con l’azienda toscana Kentstrapper, grazie a un finanziamento Poc, e le sue prestazioni sono paragonabili a quelle di una biostampante professionale, permettendo di ottenere strutture cellulari tridimensionali con precisione e rapidità di stampa (poche decine di secondi per costrutto).

Rispetto alle tradizionali culture in vitro, i modelli 3D biostampati sono in grado di mimare in maniera più efficace il tessuto umano, sano o patologico, fornendo un modello complementare per studi sugli effetti delle radiazioni e delle terapie chemioterapiche sui tumori”, spiega Francesca Antonelli, ricercatrice del Laboratorio Enea di Tecnologie biomediche, che ha seguito il progetto insieme alla responsabile della Divisione Enea di Tecnologie e metodologie per la salvaguardia della salute, Mariateresa Mancuso, e ai colleghi Paolo D’Atanasio, Antonio Rinaldi, Alessandro Zambotti.

Il taglio dei costi

Sebbene negli ultimi dieci anni ci sia stato un incremento significativo nell’utilizzo di modelli 3D da parte dei ricercatori impegnati nella lotta contro il cancro, l’impatto è stato limitato dai costi elevati delle biostampanti professionali in commercio (tra i 50 e 200 mila dollari). Ecco, quindi, la nostra idea di trasformare una stampante 3D a basso costo in una biostampante 3D home-made in grado di stampare con ottimi risultati un modello tridimensionale di medulloblastoma, il principale tumore cerebrale pediatrico”, prosegue la ricercatrice.

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Attualmente, nonostante gli intensi sforzi dedicati ai test preclinici, molte promettenti terapie faticano a passare con successo dalla fase di laboratorio a quella della pratica clinica. Una spiegazione plausibile della discrepanza tra i risultati ottenuti in fase preclinica e quelli clinicamente riportati potrebbe derivare proprio dalla mancanza di modelli cellulari preclinici in grado di replicare fedelmente la complessità del contesto clinico.

Grazie alle ottime prestazioni e ai bassi costi garantiti dalla biostampante 3D sviluppata da Enea, i ricercatori potranno mettere a punto e, soprattutto, testare nuovi approcci terapeutici per migliorare la sopravvivenza dei pazienti affetti da cancro.

La possibilità di modificare le stampanti 3D non professionali per adattarle ai processi di biostampa è in grado di ridurre in modo considerevole i costi di acquisizione della strumentazione da parte dei laboratori, consentendo l’accesso alla tecnologia da parte di una più vasta platea di ricercatori e, di conseguenza, aprendo la strada a nuove linee di ricerca biomedica”, conclude Francesca Antonelli.

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