La stampa 3D aiuta una ragazza di cinque anni a ballare di nuovo
Daria, una bambina di cinque anni, ama ballare, ma ciò è stato messo in pericolo quando le è stato diagnosticato un sarcoma di Ewing, un raro tumore osseo maligno, nella sua gamba destra. Il tumore era grande, si estendeva quasi fino al femore distale, quindi rimuoverlo permettendole comunque di camminare – e ballare – normalmente era una sfida speciale. Era necessaria un’attenta pianificazione, ma per fortuna i medici di Daria avevano gli strumenti per fare proprio questo.
“Con tutti i tessuti molli e la pelle in mezzo, ciò che i chirurghi sperimentano in chirurgia può essere completamente diverso da ciò che vedono in una scansione 2D”, ha dichiarato Mieke Motmans, Clinical Engineer presso Materialise . “L’utilizzo di modelli digitali e fisici 3D fornisce un livello extra di informazioni e spiega esattamente come meglio procedere: è come la differenza tra il tracciare un viaggio su una mappa cartacea e l’utilizzo di un GPS che ti dice esattamente dove stai andando e quando ci arriverai. “
Il Dr. AH Krieg e colleghi dell’Ospedale pediatrico universitario di Basilea, in Svizzera, hanno dovuto rimuovere il tumore e ricostruire il femore di Daria usando una combinazione della propria fibula dal vivo e un osso di donatore.
“Le endoprotesi (ossa artificiali) sono il solito trattamento di salvataggio degli arti se il tumore è vicino all’articolazione del ginocchio o si estende all’epifisi, ma questo è raramente possibile per i bambini piccoli come Daria – ci sono alti tassi di complicanze”, ha detto il dott. Krieg. “Rendere la ricostruzione un successo significava utilizzare la stampa 3D al massimo delle sue potenzialità e lavorare con gli esperti giusti”.
Materialise ha lavorato con i chirurghi per pianificare più di 2.000 casi di osteotomia o interventi chirurgici correttivi in cui viene tagliato un osso per consentire il riallineamento. La società ha anche progettato e stampato in 3D più di 700 impianti personalizzati o endoprotesi.
“In passato avevo già lavorato con Mieke e il suo team, quindi sapevo che potevano essere d’aiuto”, ha detto il dott. Krieg. “Il primo passo è stato caricare le scansioni MRI e CT della gamba di Daria sul portale online di Materialize per la valutazione.”
Motmans è specializzato in casi di oncologia. Il suo team ha iniziato allineando le mesh delle scansioni di tomografia e tomografia di Daria, controllandole nel software di elaborazione di imaging medicale di Materialize Mimics e verificando la posizione del tumore.
“Trovare la struttura del tumore è il punto di partenza”, ha detto. “A volte i tumori sono visibili solo nella risonanza magnetica, quindi i mimici ci aiutano a trasferire i suoi limiti alle scansioni CT più accurate. Quindi combiniamo le “fette” di scansione CT per costruire il modello di geometria ossea 3D che consente ai chirurghi di vedere l’immagine complessiva e di ingrandire i dettagli. Alcuni chirurghi hanno un’idea molto chiara di ciò che vogliono fare, mentre altri semplicemente ci inviano le scansioni e ci chiedono una soluzione. In ogni caso, arrivare a questo stadio – vedere il modello 3D – è spesso un momento critico. La precisione del modello ci consente di verificare l’approccio pianificato e, a volte, può essere molto evidente che il piano iniziale non funzionerà “.
Materializzare e il team dell’ospedale ha lavorato insieme per mappare la procedura chirurgica e posizionare le pianure di resezione che sarebbero state utilizzate per mostrare esattamente dove sarebbero stati necessari tagli di sega attorno al tumore. Dovevano trattenere il più possibile l’osso per mantenere intatta l’articolazione del ginocchio di Daria per supportare le viti per il ponte in titanio che avrebbe trattenuto l’osso rimanente, l’allotrapianto e la fibula mentre crescevano insieme durante l’osteosintesi. I margini erano stretti perché il tumore era così grande e così vicino al ginocchio di Daria.
“Dove tagliare il tumore ha influenzato la dimensione del foro, che a sua volta ha regolato la forma richiesta dell’osso donatore”, ha detto Motmans. “Non siamo riusciti a stampare nulla fino a quando l’intera fase di pianificazione – dove resecare il tumore e l’allotrapianto, le dimensioni della placca, la posizione delle viti – era completa.”
I chirurghi hanno dovuto tagliare i loro normali margini di sicurezza e sacrificare la piastra epifisaria inferiore che contiene tessuto osseo in crescita, ma sono stati finalmente in grado di impostare i loro piani di resezione. Materializzare poi stampati in 3D i modelli e le tre guide di taglio. Le fessure in questi modelli, due per il femore e una per l’allotrapianto, sarebbero utilizzate per posizionare con precisione la lama del chirurgo, con fori accuratamente posizionati che dirigono il trapano per garantire le corrette posizioni delle viti e gli angoli di inserimento. La guida di allotrapianto ha definito il canale in cui sarebbe inserita la fibula. Motmans ha utilizzato modelli che mostravano la geometria ossea pre- e post-operatoria per verificare che ciascuna guida e piastra di taglio fossero montate con precisione.
“L’operazione è durata dieci ore, ha coinvolto sette chirurghi ed è stato un grande successo”, ha detto il dott. Krieg. “Sebbene Daria abbia ancora molta strada da percorrere in riabilitazione, ora ha la possibilità di recuperare quasi completamente e di usare la gamba senza grandi restrizioni”.
“Le squadre qualificate che eseguono queste operazioni sono straordinarie”, ha detto Motmans. “Essere in grado di aiutarli è un privilegio. La stampa 3D significa che i chirurghi possono pianificare in anticipo, consentendo loro di affrontare i problemi prima ancora che entrino nella sala operatoria, evitando così sorprese durante l’intervento. Questo è un risultato fantastico per tutti. “
