Modelli anatomici su misura per interventi a cuore aperto
All’ospedale The Prince Charles di Brisbane un’équipe guidata dalla dottoressa Samantha Peden ha affrontato un caso di aneurisma aortico avanzato: l’aorta del paziente, un uomo di circa 58 anni, aveva raggiunto dimensioni quattro volte superiori alla norma. Per preparare l’intervento di sostituzione totale dell’arco aortico, i chirurghi si sono avvalsi di un modello anatomico a grandezza naturale, ottenuto tramite stampa 3D, in grado di riprodurre fedelmente forma e consistenza del vaso sanguigno malato.
Dalla scansione al modello tattile
L’Herston Biofabrication Institute, parte della rete ospedaliera pubblica del Queensland, ha convertito le immagini tomografiche (CT) del paziente in un modello digitale, quindi lo ha realizzato con la Stratasys J750 Digital Anatomy Printer fornita da Objective3D. Questo sistema supporta materiali multipli all’interno dello stesso oggetto, consentendo di alternare parti rigide – per simulare il tessuto vascolare più compatto – e sezioni morbide, che riproducono l’elasticità naturale dell’aorta. Il processo di stampa ha richiesto quasi quattro giorni, ma ha permesso ai chirurghi di manipolare il sistema arterioso prima dell’operazione, studiando curvature complesse e punti di sutura critici.
Dettagli dell’intervento chirurgico
L’operazione, nota come “total aortic arch replacement”, si è svolta in circa nove ore. Durante i venti minuti di circulazione extracorporea, il team ha raffreddato il corpo del paziente a circa 18 °C per proteggere il cervello e gli organi vitali. Il tratto aortico malato è stato sostituito con un innesto sintetico tubolare, paragonato dalla dottoressa Peden a un “giubbotto impermeabile flessibile” applicato dall’interno. Una procedura di questo livello viene eseguita in poche strutture specializzate su oltre trenta unità di cardiochirurgia adulta esistenti in Australia e Nuova Zelanda.
Percorso di recupero
A venti giorni dall’operazione il paziente ha lasciato l’unità di terapia intensiva per iniziare il percorso riabilitativo. Non si sono manifestati segni di paraplegia e la mobilità degli arti è rimasta intatta. È già programmato un secondo intervento, previsto entro l’anno, per sostituire la porzione addominale dell’aorta.
Eredità del programma PEARS e altre collaborazioni
L’esperienza del Prince Charles non è un’esclusiva di questo intervento. Il reparto di chirurgia cardio-toracica, attraverso il programma PEARS (Personal External Aortic Root Support), ha già fornito supporto esterno a oltre cento pazienti a partire dal 2022. In questo protocollo l’Herston Biofabrication Institute stampa mesh personalizzate – prodotte anch’esse con tecnologia Stratasys – che avvolgono la radice aortica indebolita, riducendo il rischio di rottura o dilatazione e rinviando interventi più invasivi. Un altro filone di ricerca riguarda la sperimentazione di stent di dissezione forniti da Ascyrus Medical, integrati in contesti accademici con l’Università del Queensland.
Il valore aggiunto dei modelli 3D nella pianificazione
Di fronte a curvature serrate e pareti sottili, l’uso di modelli stampati risulta decisivo. A differenza delle immagini bidimensionali, il modello tattile consente di calcolare in anticipo il calibro delle suture e di prevedere il comportamento del vaso sotto tensione. Il designer industriale Liam Georgeson dell’Herston Institute sottolinea come la possibilità di alternare materiali rigidi e gommosi migliori la simulazione del tessuto biologico, aumentando la precisione dell’approccio chirurgico.
Espansione delle applicazioni della biofabbricazione
L’adozione di stampanti 3D multicomponente, come la Stratasys J750 Digital Anatomy, ha aperto nuove prospettive anche in altri ambiti:
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Cardiologia interventistica, con modelli per la guida di cateteri e device valvolari;
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Traumatologia, per produrre guide di taglio personalizzate in chirurgia ortopedica;
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Neurochirurgia, attraverso riproduzioni delle strutture cerebrali per l’addestramento a interventi su aneurismi cerebrali;
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Formazione medica, dove studenti e specializzandi possono esercitarsi su repliche realistiche prima dell’esperienza in sala operatoria.
