Lars Brouwers è un chirurgo in carriera e ricercatore presso il Radboudumc e l’ospedale Elisabeth-Tweesteden. Indaga sul valore della stampa 3D e della realtà virtuale nel trattamento di fratture complesse. Con la sua ricerca ha ricevuto l’AOTrauma Europe Research Grant e ha vinto il Technical Innovation Award dalla European Society for Surgical Research (ESSR), il premio internazionale dell’Orderopedic Trauma Association (OTA), l’associazione sorella canadese e americana dell’Olanda Nederlandse Vereniging voor Traumachirurgie (NVT) e il premio IT nazionale per “il miglior progetto IT nel settore sanitario” (riconoscimenti computabili). Nel dicembre 2017 ha guidato con una vecchia auto in Sierra Leone, dotato di una stampante 3D (Ultimaker 2+), per sviluppare un modo sostenibile nel migliorare braccia e gambe protesiche per portatori di handicap e realizzare parti di ricambio per un ospedale. Un anno e mezzo dopo, un laboratorio medico stampato in 3D è attivo e funzionante nell’ospedale di Masanga. Ora per la seconda volta uno studente di medicina tecnica dei Paesi Bassi sta studiando le protesi stampate in 3D. Per questo lavoro, ha ricevuto la sovvenzione del fondo olandese Albert Schweitzer (NASF). Lars è davvero una persona che ispira davvero molto di più con la stampa 3D in medicina, così abbiamo deciso di intervistarlo.
Tu chi sei?
Sono Lars Brouwers, vivo in una piccola città vicino a ‘s-Hertogenbosch nella parte meridionale dei Paesi Bassi, a 30 anni e lavoro in due grandi centri di trauma (Elisabeth-Tweesteden Hospital, Tilburg e Radboudumc, Nijmegen) come chirurgo in formazione.
Cosa speri di ottenere?
Oltre ad essere stato formato per diventare chirurgo in due centri sanitari top-clinici, indago il ruolo della stampa 3D nel mondo medico. Credo che la stampa 3D sia la prossima importante invenzione dopo Internet. Con la stampa 3D, potremmo fornire a pazienti, residenti, infermieri e medici le migliori cure mediche disponibili.
Come usi la stampa 3D?
Usiamo la stampa 3D per costruire modelli anatomici e stampi a grandezza naturale per le procedure chirurgiche. Abbiamo allestito diversi laboratori 3D medici interni all’ospedale per garantire un flusso di lavoro 24 ore su 24, 7 giorni su 7, senza la necessità di tecnici. Stampa 3D per medici, dai medici. Bassi costi e con l’uso di sistemi software facili da usare.
In che modo aiuta i medici e quali ricerche devi fare per utilizzare più stampe 3D nel tuo lavoro?
Il dott. Mike Bemelman, il traumasurgeon, il dott. Jan Heyligers, il chirurgo vascolare e io abbiamo aperto il laboratorio medico 3D nel 2016 nell’ospedale Elisabeth-Tweesteden. Abbiamo ampliato il nostro laboratorio 3D a un laboratorio di stampa 3D completamente funzionante in cui possiamo stampare modelli anatomici in 3D per chirurghi, residenti, infermieri e pazienti 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Il nostro laboratorio di stampa 3D è ora un esempio nei Paesi Bassi di come un laboratorio non-profit potrebbe e dovrebbe funzionare.
Pensiamo che la stampa 3D sia la prossima invenzione dopo Xray e CT. Utilizzando modelli stampati in 3D, i chirurghi sono in grado di espandere i loro preparati chirurgici. I modelli stampati in 3D forniscono una vista 3D, mentre sono necessari cervelli diagnostici convenzionali per formare “modelli virtuali 3D” nella testa del chirurgo. Alcuni dicono che 3DCT è un’altra soluzione. Tuttavia, l’anno scorso abbiamo dimostrato il valore aggiunto della stampa 3D nella classificazione delle fratture complesse delle fratture (Brouwers, Lars, et al. ” Il valore dei modelli stampati 3D nella comprensione delle fratture acetabolari ” . Stampa 3D e produzione additiva 5.1 (2018): 37- 46.). Inoltre, abbiamo dimostrato per la prima volta che un modello stampato in 3D è esattamente lo stesso di un cadavere umano (Brouwers, Lars, et al. “Studio di validazione di modelli anatomici stampati in 3D utilizzando 2 stampanti PLA per la pianificazione preoperatoria nella chirurgia traumatica, uno studio sui cadaveri umani. “European Journal of Trauma and Emergency Surgery (2018): 1-8.)
In questo momento stiamo studiando il ruolo della stampa 3D nello spiegare fratture e aneurismi ai pazienti. È possibile che i pazienti siano più soddisfatti o abbiano una migliore comprensione della loro lesione quando i modelli stampati in 3D del proprio corpo vengono utilizzati durante la spiegazione.
L’industria della stampa 3D a volte vede la stampa 3D come il Santo Graal. Tuttavia, dobbiamo essere critici. Se hai trattato un caso con un modello stampato in 3D e sei soddisfatto del risultato, è dovuto al modello stampato in 3D o qualcos’altro? I presunti vantaggi della stampa 3D possono essere dimostrati solo facendo molte ricerche. Alcuni dicono che, a causa della stampa 3D, il tempo di funzionamento è più breve. Tuttavia, 10 minuti più brevi sono davvero importanti? E dicono che si verifica meno perdita di sangue e le operazioni diventeranno più economiche. Tuttavia, l’elaborazione preoperatoria diventa più costosa. Quindi, in che modo è proprio vero che la stampa 3D è conveniente ?! Sono necessarie molte ricerche e non case report su quanto sia fantastica la stampa 3D, basata su 1 o 3 casi.
Per quale tipo di casi lo usi?
Usiamo la stampa 3D principalmente per casi di traumatologia. Pazienti con ossa rotte a causa di una caduta, incidente stradale o sparo, accoltellamento. Abbiamo anche stampato aneurismi 3D dell’aorta per visualizzare gli aneurismi addominali per i pazienti prima e dopo l’intervento. Al momento stiamo testando con stampa 3D tessuti molli, come il cancro dell’esofago o fistole anali. Tuttavia, questo è molto più complesso perché la densità del tessuto sembra più simile al tessuto circostante. In questi casi una soglia automatica non è possibile e dobbiamo estrarre tutto il tessuto specifico a mano.
Quali stampanti e materiali usi?
Utilizziamo diverse stampanti 3D. In Sierra Leone un Ultimaker 2, in Tilburg un Ultimaker 3+, Makerbot Replicator Z18 e un Formlabs 2 e in Nijmegen due Ultimaker S5. Stampiamo con PLA, PVA e TPU 95A.
In che modo la stampa 3D è limitata per te?
Al momento non vedo argomenti limitati relativi alla stampa 3D. Come la vedo io, è che stiamo lavorando con un “iPhone 1.0”. La tecnica è qui, tuttavia, può diventare più veloce e migliore. Ma siamo soddisfatti di ciò che abbiamo realizzato finora.
Quali partnership cerchi?
Collaboriamo con aziende di stampa 3D come Ultimaker e altri ospedali per ottenere maggiori informazioni sulla stampa 3D medica. Abbiamo collaborato alla creazione di laboratori medici 3D a basso costo senza scopo di lucro negli ospedali di Assen, Enschede, Nijmegen, Roosendaal e Rotterdam. Ogni ospedale ha il proprio reparto di radiologia con il proprio software. Quindi convertire i file CT (DICOM) in file STL è diverso in ogni ospedale. Alcuni ospedali dispongono di software 3D (Philips, Siemens) e altri acquistano software 3D da società di software 3D (ad esempio Mimics). Pertanto, stiamo collaborando con il più grande laboratorio 3D medico d’Europa: il laboratorio 3D Radboudumc, capo del dipartimento è il prof. Dr. Thomas Maal. Stanno investendo il ruolo dell’intelligenza artificiale nella sala operatoria e il ruolo della realtà aumentata. Inoltre, il suo team si occupa di diverse valutazioni preoperatorie per tutti i tipi di operazioni utilizzando stampi e guide. Insieme stiamo studiando il software 3D senza scopo di lucro al fine di creare laboratori 3D in tutto il mondo.
Infine, collaboriamo con l’Università tecnica di Twente. Gli studenti di medicina tecnica sono la connessione tra medici e tecnica medica e stanno diventando sempre più importanti. Insieme ai loro studenti, possiamo espandere i nostri laboratori 3D e garantire una corretta comprensione 3D per medici e pazienti. Ad esempio, se abbiamo un caso con una malformazione del polso, un ingegnere tecnico medico e un medico curante stanno seduti insieme per preparare l’operazione e progettare guide o stampi per correggere l’unione nel modo migliore che ci sia. L’ingegnere è presente anche durante l’operazione. Quindi pensano, agiscono e discutono insieme. Un nuovo modo per migliorare i risultati dei pazienti!
Perché in Sierra Leone?
Un mio amico, Wouter Nolet, lavora come medico nell’ospedale di Masanga, nel cuore della Sierra Leone. Inoltre, gestisce il programma Capacare in cui vengono addestrati medici locali per eseguire le procedure chirurgiche più comuni. Dopo la laurea, lavoreranno in diversi piccoli ospedali remoti del paese. Un bellissimo progetto sostenibile! Insieme abbiamo deciso di guidare in Sierra Leone usando la sua vecchia auto svedese, una Saab 9.5 Turbo dell’anno 2001. Ho già pensato per un po ‘sull’idea di implementare la stampa 3D nei paesi del terzo mondo. Questa è stata un’eccellente opportunità per indagare il ruolo della stampa 3D in un ospedale locale. Abbiamo messo una Ultimaker 2+ nel retro dell’auto e abbiamo guidato per tre settimane dai Paesi Bassi, passando per Belgio, Francia, Spagna, Marocco, Mauritania, Senegal, Guinea e Sierra Leone.
Cosa hai realizzato lì?
In collaborazione con il laboratorio 3D di Radboudumc, abbiamo creato un team di backup per problemi hardware e software. Sul posto abbiamo discusso con le persone locali e i medici tropicali per verificare la necessità della stampa 3D. Sulla base di questo lavoro sul campo, abbiamo scoperto che la stampa 3D potrebbe essere importante per realizzare protesi, pezzi di ricambio e modelli anatomici per i medici. Molti pazienti vivevano nei campi vicini e abbiamo scoperto che le protesi convenzionali erano costose da realizzare. Per prima cosa abbiamo cercato di aiutare una donna con una mano bruciata. Voleva scrivere di nuovo. Abbiamo scattato foto, utilizzato whatsapp per inviare le foto al laboratorio 3D nei Paesi Bassi, progettato una protesi funzionale e 3D stampato in ospedale. A causa di ciò, potrebbe scrivere di nuovo!
Inoltre, i morsetti del cordone ombelicale sembravano essere finiti in ospedale, quindi li abbiamo anche stampati in 3D. Tuttavia, non eravamo soddisfatti del flusso di lavoro e abbiamo aggiunto il capo del dipartimento di Utwente, il professor Slump e il prof. Grobusch, professore di medicina tropicale, dell’Università di Amsterdam. Insieme a Jonathan Vas Nunes, medico tropicale e direttore del Masanga Hospital e Arico Verhulst, tecnico medico, abbiamo migliorato il nostro concetto e inviato per la prima volta uno studente di medicina tecnica, Merel van der Stelt, per 3 mesi in Sierra Leone, per indagare il ruolo della stampa 3D. Ben presto scoprì che i pazienti trovavano più importante indossare protesi estetiche rispetto alle protesi funzionali. Ha usato un handscanner 3D per eseguire la scansione del braccio controlaterale e ha rispecchiato questo modello. Ora siamo in grado di stampare in 3D le braccia protesiche in meno di 24 ore. Merel sta studiando la protesi stampata 3D alle estremità inferiori al momento (ancora più impegnativo!) E un nuovo studente di medicina tecnica, Andrea Sterkenburg, volerà presto in Sierra Leone per testare diverse protesi stampate in 3D e indagare sulla sostenibilità. Continuiamo con il follow-up dei nostri pazienti per studiare la qualità della vita a breve e lungo termine e la soddisfazione per le protesi. Finora, sembra che i pazienti siano soddisfatti della forza e del design. Anche se le protesi sono estetiche, sembrano anche mostrare un certo grado di funzionalità. Ancora più importante, Andrea Sterkenburg volerà presto in Sierra Leone per testare diverse protesi stampate in 3D e indagare sulla sostenibilità. Continuiamo con il follow-up dei nostri pazienti per studiare la qualità della vita a breve e lungo termine e la soddisfazione per le protesi. Finora, sembra che i pazienti siano soddisfatti della forza e del design. Anche se le protesi sono estetiche, sembrano anche mostrare un certo grado di funzionalità. Ancora più importante, Andrea Sterkenburg volerà presto in Sierra Leone per testare diverse protesi stampate in 3D e indagare sulla sostenibilità. Continuiamo con il follow-up dei nostri pazienti per studiare la qualità della vita a breve e lungo termine e la soddisfazione per le protesi. Finora, sembra che i pazienti siano soddisfatti della forza e del design. Anche se le protesi sono estetiche, sembrano anche mostrare un certo grado di funzionalità. Ancora più importante, Anche se le protesi sono estetiche, sembrano anche mostrare un certo grado di funzionalità. Ancora più importante, Anche se le protesi sono estetiche, sembrano anche mostrare un certo grado di funzionalità. Ancora più importante, l’approvazione etica per questo studio è stata ottenuta dal comitato per la revisione etica e scientifica della Sierra Leone.
Che consiglio hai per le persone che desiderano aiutare i paesi in via di sviluppo con la stampa 3D?
Aiutare le persone nei paesi del terzo mondo è tutto sulla sostenibilità. Con tutto il rispetto per i numerosi team internazionali che stanno andando in paesi africani per aiutare per 2-3 settimane, “dare” gratuitamente protesi di persone non è sostenibile. Se dai alla gente del posto tutto gratis, non capiscono che è normale pagare un prodotto, anche se è una piccola somma di denaro. Ti darò un esempio. In Africa, diversi ospedali sono gestiti da medici locali. La popolazione locale deve pagare una piccola somma di denaro per essere trattata, come nel mondo occidentale. Solo in questo modo, i dipendenti possono essere pagati e l’ospedale può sopravvivere, naturalmente. Non è sostenibile vivere e sopravvivere con sovvenzioni dai paesi occidentali. Però, di tanto in tanto arriva una piccola squadra (chirurgica) proveniente da un paese occidentale e annuncia che tratta gratuitamente quante persone possono curare in 2-3 settimane. Oltre alla mancanza di assistenza post-vendita, è fonte di confusione per le persone locali quando pagare o no? E le persone poi si rifiutano di pagare i medici locali per il trattamento dopo questo periodo. Pertanto, il nostro concetto è quello di costruire un ambiente di lavoro 3D sostenibile, in collaborazione con negozi di protesi locali e in collaborazione con ospedali locali. Esaminiamo, al momento, quanto le persone locali possono permettersi di pagare per una protesi stampata in 3D e stanno facendo contratti con negozi locali per essere sostenibili. il nostro concetto è di costruire un ambiente di lavoro 3D sostenibile, in collaborazione con negozi di protesi locali e in collaborazione con ospedali locali. Esaminiamo, al momento, quanto le persone locali possono permettersi di pagare per una protesi stampata in 3D e stanno facendo contratti con negozi locali per essere sostenibili. il nostro concetto è di costruire un ambiente di lavoro 3D sostenibile, in collaborazione con negozi di protesi locali e in collaborazione con ospedali locali. Esaminiamo, al momento, quanto le persone locali possono permettersi di pagare per una protesi stampata in 3D e stanno facendo contratti con negozi locali per essere sostenibili.
Che consiglio hai per i medici che desiderano utilizzare maggiormente la stampa 3D?
Prova ed errore! Le innovazioni e le carenze sono legate l’una all’altra. Se non ci sono problemi, chiunque può innovare. Pertanto è importante continuare a provare a credere nelle proprie idee! Sii critico e fai ricerche per dimostrare che la stampa 3D è la tecnica del futuro. È necessaria una corretta comprensione e ricerca per trarre conclusioni!
