Valutazione dell’efficacia dei modelli medici stampati in 3D per la chirurgia renale
Catalina Lupulescu e Zhonghua Sun esplorano la preziosa connessione tra la stampa 3D e il trattamento progressivo per i pazienti con rene nella recente pubblicazione ” Una revisione sistematica del valore clinico e delle applicazioni della stampa tridimensionale nella chirurgia renale “. Nell’analizzare varie recensioni sulla stampa 3D per la malattia renale, gli autori si concentrano sull’accessibilità economica e sull’efficienza della fabbricazione di modelli renali per diversi livelli di utilizzo da parte di professionisti medici. Ventisette studi sui pazienti sono considerati nell’ambito di questa ricerca poiché i modelli sono stati usati per educare medici, pazienti e studenti di medicina.
Poiché il trattamento dei tumori renali tende a essere meno invasivo per i pazienti, i professionisti medici si affidano maggiormente a tecniche di pianificazione chirurgica come la stampa 3D. I ricercatori sollevano tuttavia la preoccupazione che vi siano incoerenze relative alla tecnologia, al software e ai materiali per la stampa 3D, insieme a precisione, convenienza ed efficienza nella produzione di tali articoli.
Lupulescu e Sun prendono in considerazione studi di ricerca negli ultimi due anni, setacciando 676 articoli diversi per trovarne 24 adatti all’esame. Un totale di 27 articoli sono stati analizzati e discussi mentre ne hanno aggiunti altri tre dopo aver esaminato le citazioni.
“Di questi 27 studi, il numero di modelli 3D stampati era inferiore a 20 su 26 studi, mentre il restante studio ha coinvolto 200 pazienti che sono stati assegnati in modo casuale a ricevere una pianificazione preoperatoria con la sola imaging o una combinazione di imaging e stampa 3D modelli “, affermano i ricercatori.
“Il cinquantadue percento degli studi ha utilizzato partecipanti / casi di pazienti con masse renali altamente indicativi di carcinoma a cellule renali (principalmente complessi), con un caso di un paziente con tumori renali bilaterali. Il 19% degli studi ha utilizzato partecipanti idonei o programmati per sottoporsi a interventi di nefrectomia parziale laparoscopica. “
La stampa e la stereolitografia 3D PolyJet (SLA) sono state le tecniche più utilizzate, sebbene nel complesso siano stati notati sette tipi diversi, per includere anche la modellazione di biotessure, con multi-materiali e multi-colori utilizzati nella fabbricazione. La maggior parte dei ricercatori stava sperimentando basi in plastica / resina, ma sono stati utilizzati anche silicone e acrilici.
L’analisi finale degli autori spiega che TangoPlus, un materiale polimerico acrilico / fotopolimero, è stato il “più utile” per la precisione e il realismo nei modelli. Hanno anche scoperto che i materiali a base di silicone assomigliano più da vicino al tessuto renale.
Insieme a Mimics , è stata utilizzata una serie di altri strumenti software, tra cui Analizza12.0 e 3D Slicer . Il frullatore era più comunemente usato per i lavori di post-elaborazione.
“Gli studi che hanno utilizzato le stampanti Objet 260 e Connex 500 hanno utilizzato materiali di marca più costosi, come la tecnologia PolyJet e il materiale TangoPlus, mentre materiali come fotopolimeri, polilattidi e termoplastici sono stati utilizzati in studi che hanno utilizzato altre stampanti meno costose. È stato anche scoperto che gli studi che utilizzavano tecnologie di stampa più costose utilizzavano materiali multicolori, al fine di differenziare in modo superiore il modello malato dal tessuto sano sul modello ”, hanno affermato gli autori.
I ricercatori hanno scoperto numerosi limiti nell’uso della stampa 3D, tuttavia, per includere il tempo necessario sia per la segmentazione dei dati che per la post-elaborazione. Hanno anche segnalato ostacoli in quanto sono necessari molti strumenti software diversi per la segmentazione e la post-elaborazione. Ancora più importante, tuttavia, sono i problemi legati all’accessibilità economica – e Lupulescu e Sun sottolineano che questo è il motivo principale per cui la stampa 3D non viene utilizzata più nella pratica di routine – poiché ogni modello potrebbe costare fino a $ 1.000 – e in particolare con l’uso di materiali di qualità superiore . Materiali minori possono essere utilizzati per ridurre i costi, ma ciò si riflette di solito anche nella qualità dei modelli. Gli autori hanno anche riscontrato problemi con alcune delle valutazioni poiché solo 5 dei 27 studi hanno discusso di qualsiasi valutazione quantitativa.
Nel complesso, Lupulescu e Sun hanno spiegato che i modelli stampati in 3D in generale sono utili per la loro accuratezza, insieme all’educazione dei chirurghi junior e alla possibilità di strumenti di formazione per i chirurghi che possono essere durante l’esecuzione di procedure nuove e delicate. Anche i pazienti e le famiglie possono essere più coinvolti e istruiti nel processo.
“È stato rivelato che esiste una gamma di tecnologie di stampa 3D, modelli di stampante e materiali e che non è stato identificato alcun gold standard, poiché si basa sulle preferenze dell’utente. Nonostante ciò, i risultati dello studio suggeriscono che l’utilizzo di colori diversi può aiutare a separare il tessuto renale sano da quello malato, a ulteriore vantaggio del processo di pianificazione pre-chirurgica “, hanno concluso i ricercatori.
“Ulteriori ricerche incentrate su queste aree e che comprendono una dimensione del campione più ampia con una valutazione quantitativa approfondita potrebbero essere in grado di rafforzare i risultati riportati sull’accuratezza e la fattibilità dei modelli renali stampati in 3D per il trattamento e l’educazione della malattia renale. Un’analisi della letteratura ha dimostrato che il processo diagnostico e terapeutico della malattia renale può essere assistito se i chirurghi sono in grado di eseguire un intervento chirurgico simulato utilizzando modelli in anticipo. “
