3D printing in sala operatoria: modelli anatomici personalizzati per migliorare i margini di resezione nei tumori testa-collo
La chirurgia dei tumori del distretto testa-collo che invadono l’osso richiede un equilibrio delicato: rimuovere tutto il tessuto tumorale, ma evitare resezioni inutilmente ampie che possono compromettere funzioni come masticazione, fonazione e deglutizione. In questo contesto, un gruppo clinico e ingegneristico dell’Ohio State University Comprehensive Cancer Center – Arthur G. James Cancer Hospital and Richard J. Solove Research Institute (OSUCCC – James), in collaborazione con l’Ohio State College of Engineering, ha riportato risultati che associano l’uso di modelli anatomici 3D specifici per paziente a un miglioramento della precisione chirurgica nei carcinomi testa-collo con invasione ossea.
Cosa misura lo studio e perché i “margini negativi” contano
Uno degli indicatori più importanti in oncologia chirurgica è lo stato dei margini di resezione: un margine “negativo” indica che, nel tessuto circostante rimosso insieme al tumore, non vengono identificate cellule tumorali, riducendo il rischio di residuo locale e la necessità di ulteriori trattamenti. Secondo quanto riportato, l’impiego di un modello 3D come guida visiva intraoperatoria è stato associato a una percentuale più alta di resezioni complete rispetto all’approccio standard basato solo su imaging e valutazione intraoperatoria tradizionale.
Dati principali: confronto tra interventi con e senza modello 3D
Il confronto riguarda 68 pazienti con tumori testa-collo con invasione ossea: 37 interventi eseguiti con supporto di un modello 3D prodotto internamente e 31 senza quel supporto. Nei casi con modello 3D in sala operatoria, la rimozione completa del tumore è stata indicata nel 92% dei casi, contro il 74% del gruppo senza modello; inoltre viene riportato un miglioramento della frequenza di margini di resezione negativi nel gruppo “con modello”.
Perché i tumori con invasione ossea sono un banco di prova per la pianificazione 3D
Quando il tumore entra in strutture ossee, i confini possono risultare meno evidenti alla vista o alla palpazione rispetto ai tumori confinati nei tessuti molli. L’idea dei modelli 3D è trasformare le informazioni radiologiche del singolo paziente in un oggetto fisico che aiuti il team a leggere la geometria della lesione e il rapporto con strutture critiche durante la resezione e la ricostruzione.
Dal dato TAC/RM al modello: il flusso di lavoro del M4 Lab
All’Ohio State, l’attività del Medical Modeling, Materials and Manufacturing (M4) Lab è descritta come un’infrastruttura che combina software CAD, stampa 3D e tecnologie di produzione per realizzare applicazioni patient-specific, inclusi modelli anatomici e guide di taglio. Il percorso tipico prevede acquisizione di immagini, segmentazione delle strutture d’interesse, ricostruzione digitale 3D e produzione fisica del modello con stampanti in grado di rappresentare forme complesse. I modelli possono supportare anche la fase ricostruttiva dopo l’asportazione, quando bisogna ripristinare la geometria del volto e della mandibola con innesti ossei o altri approcci.
Impatto clinico atteso: precisione, conservazione dei tessuti e possibili ricadute sui trattamenti successivi
Il razionale clinico è lineare: se la resezione è più precisa, aumenta la probabilità di rimuovere il tumore in modo completo e, al tempo stesso, di evitare l’asportazione di tessuto sano non necessario. Quando i margini sono migliori, si può ridurre la probabilità di dover tornare in sala operatoria o di intensificare terapie aggiuntive per compensare l’incertezza oncologica, con un’attenzione particolare alla protezione di strutture importanti per la qualità di vita post-operatoria.
Ricerca e finanziamento: il ruolo del Pelotonia Scholars Program e della formazione
Nel racconto collegato al progetto emergono anche elementi di formazione e supporto alla ricerca, con riferimento al Pelotonia Scholars Program, un programma legato all’OSUCCC – James che sostiene giovani ricercatori e progetti con potenziale impatto nella ricerca oncologica. Tra le attività di ricerca citate in materiali divulgativi compare l’uso di modelli anatomici 3D specifici per paziente in sala operatoria durante chirurgia oncologica.
Limiti e prossimi passi: dalla singola coorte a studi più ampi
Viene segnalato l’interesse a passare a studi più ampi per valutare in modo più robusto quanto il 3D modelling influenzi pianificazione e precisione chirurgica, non solo nel testa-collo ma anche in altri ambiti in cui l’interfaccia tra osso e tessuti molli è critica. In parallelo, la letteratura scientifica più ampia sul testa-collo sta esplorando combinazioni di strumenti digitali per training, pianificazione e guide chirurgiche.
