Torace stampato in 3D per scopi di formazione
Ingegneri meccanici e chirurghi dell’Università di Magdeburgo sviluppano congiuntamente un modello di formazione per le operazioni nella cavità toracica
Ingegneri e medici dell’Università Otto von Guericke di Magdeburgo hanno sviluppato congiuntamente un modello educativo e formativo per le operazioni nella cavità toracica umana. In futuro, il modello, che è stato creato da dati reali del paziente utilizzando una stampante 3D, sarà utilizzato sia nell’insegnamento degli studenti che nella chirurgia toracica come modello di allenamento realistico per i chirurghi. Inoltre, sarà possibile utilizzarlo anche nella formazione del personale infermieristico o per l’istruzione nel settore delle tecnologie mediche, secondo il Prof. Dr. med. Thorsten Walles, Responsabile della Chirurgia Toracica presso l’Ospedale Universitario di Magdeburgo e co-promotore del progetto “Magdeburg Thorax Model”.
” Le operazioni polmonari, ad esempio, sono interventi tecnicamente molto complessi”, spiega il chirurgo. “Nella chirurgia mininvasiva, la gabbia toracica rappresenta una sfida particolare per il team di trattamento grazie alla sua armatura ossea composta da costole, sterno e colonna vertebrale e agli organi interni delicati e altamente sensibili che protegge”, spiega il professor Dr. med. Thorsten Walles, Responsabile della Chirurgia Toracica presso l’Ospedale Universitario di Magdeburgo. “La chirurgia toracica minimamente invasiva richiede quindi particolari capacità psicomotorie dei chirurghi, che devono essere apprese al di fuori della sala operatoria. Finora, c’è stata una scarsità di buoni modelli per questo”.
Secondo Walles, ogni anno in Germania si verificano circa 50.000 operazioni polmonari. Non da ultimo a causa del persistente aumento dei casi di cancro ai polmoni, questo numero aumenta ulteriormente ogni anno. “ Grazie agli sviluppi tecnici degli ultimi anni, oggi molti diagnostici e ca. Il 30 percento delle operazioni più grandi della cassa toracica che comportano la rimozione di intere sezioni dei polmoni possono già essere eseguite come operazioni da buco della serratura in modo minimamente invasivo”.L’obiettivo dei chirurghi toracici è quello di poter offrire una procedura minimamente invasiva al maggior numero possibile di pazienti. Ciò dovrebbe, tra l’altro, essere facilitato in futuro dall’uso crescente di robot chirurgici. Per i chirurghi toracici ciò significa che devono imparare e formarsi in nuove procedure chirurgiche in modo da poterle utilizzare in sicurezza con i loro pazienti.
Il cosiddetto “Modello del torace di Magdeburgo” sviluppato a scopo di formazione dal professor Walles e dagli ingegneri dell’Istituto di tecnologia di processo e gestione della qualità dell’Università ricrea accuratamente la situazione spaziale nella gabbia toracica umana. Un prototipo è stato generato dai dati anonimi del paziente ed è quindi una copia 1:1 di una gabbia toracica umana.
“ Siamo stati felici di raccogliere la sfida che ci è stata lanciata dal Centro Polmonare dell’Università”, spiega Fabian Laufer, assistente di ricerca presso l’Istituto di tecnologia di processo e gestione della qualità presso la Facoltà di ingegneria meccanica. Il giovane accademico e il suo team hanno ricevuto i dati anonimi dei pazienti dall’imaging ottenuto dalle scansioni TC presso l’ospedale universitario. Questo è stato computerizzato, elaborato utilizzando una varietà di programmi software, analizzato e una stampante 3D convenzionale è stata quindi alimentata con i parametri del modello derivati. Successivamente, è stato stampato un modello di cassa toracica di circa 50 x 40 cm utilizzando un tipo di plastica resistente (PETG). Questo può essere disinfettato e può anche essere integrato con modelli degli organi della cavità toracica. È completato da una robusta copertura esterna che replica con precisione lo strato di muscoli e tessuti molli di un paziente ed è stata prodotta in collaborazione con il team di studenti dell’UMD Racing dell’Università.
“ Nella chirurgia robotica esistono degli standard per le vie di accesso ai polmoni e agli altri organi della cavità toracica, ma questi devono essere insegnati e appresi. Finora, questo è stato fatto utilizzando modelli per la chirurgia addominale. Ma sono molto imprecisi”, dice il medico. “Ciò che ci mancava era un modello che rappresentasse la situazione nella gabbia toracica in modo naturale, con le costole ostruttive e gli organi interni in posizione”. Con modelli come questo, in futuro sarà possibile svolgere attività di formazione, sia didattica e didattica, sia nella pratica clinica quotidiana, e standardizzare l’acquisizione dei processi chirurgici.”I giovani chirurghi avranno la loro curva di apprendimento alle spalle prima di entrare in contatto con i pazienti e i chirurghi esperti guadagneranno ulteriore spazio per lo sviluppo di nuovi approcci operatori”.
Il modello è già stato presentato al pubblico in occasione di fiere mediche specializzate e ha ricevuto un’accoglienza molto calorosa, secondo Walles. Alcune aziende iniziali vorrebbero già usarlo per scopi dimostrativi di tecnologia medica o nella formazione pratica per i loro impianti. Altri modelli sono già in fase di progettazione congiunta da parte di medici e ingegneri. “Per le varie sfide chirurgicamente significative, in futuro vogliamo anche sviluppare versioni più piccole “femminili” e “giovani” del modello della gabbia toracica”, spiega Fabian Laufer. “In base al processo di produzione additiva utilizzato, in futuro sarà possibile tenere conto delle esigenze aggiuntive dei singoli clienti nell’implementazione di funzioni e caratteristiche specifiche”.
I nomi dei modelli aggiuntivi sono già stati decisi: i Magdeburger li hanno battezzati Otto, Editha e Liudolf in onore della famiglia di Ottone I, imperatore del Sacro Romano Impero, che qui tenne corte.
