Modelli oculari stampati in 3D: un nuovo standard per la chirurgia delle palpebre in Europa
In Europa si sta affermando una nuova generazione di modelli anatomici per la chirurgia oftalmoplastica: modelli di occhio stampati in 3D, concepiti per imitare in modo realistico l’anatomia dell’orbita, delle palpebre e dei tessuti circostanti. L’obiettivo è fornire a chirurghi e specializzandi un ambiente di addestramento ripetibile, etico e controllato, in cui esercitarsi su procedure delicate come la ricostruzione palpebrale dopo traumi o interventi precedenti, oltre che su interventi estetici complessi.
Addion, Eyecer.at e l’Università di Innsbruck: la collaborazione alla base del progetto
Il progetto nasce in Austria e coinvolge tre attori principali: l’azienda di formazione e innovazione in ambito medico Addion GmbH, la società Eyecer.at GmbH – specializzata in soluzioni per la formazione in oftalmologia – e l’Istituto di Anatomia dell’Università di Innsbruck. Addion ed Eyecer.at hanno adottato la Digital Anatomy Solution di Stratasys per produrre quelli che vengono descritti come i primi modelli anatomici oculari stampati in 3D per la chirurgia delle palpebre in Europa, già in uso all’Università di Innsbruck per l’addestramento di studenti e chirurghi.
Stratasys Digital Anatomy e PolyJet: perché questa tecnologia è adatta all’occhio
La soluzione scelta da Addion ed Eyecer.at si basa sulla combinazione tra Stratasys Digital Anatomy Solution e tecnologia PolyJet. PolyJet deposita micro-gocce di fotopolimero in strati sottilissimi, permettendo di mescolare materiali con durezza, colore e trasparenza differenti nello stesso pezzo e di controllare la risposta meccanica di ogni zona del modello. Digital Anatomy aggiunge una libreria di preset anatomici pensati per imitare il comportamento dei tessuti biologici, dalle strutture molli ai tessuti più densi. Nel caso dei modelli oculari, questo consente di differenziare cute palpebrale, muscolo orbicolare, grasso orbitario, sclera e altre componenti con resistenze e consistenze diverse, più vicine a quelle riscontrate in sala operatoria.
Anatomia dell’occhio ricreata in 3D: strati tessutali e patologie simulabili
Secondo Addion, i modelli oculari ottenuti con la soluzione di Stratasys includono più strati sovrapposti che imitano i diversi tessuti: pelle, muscolo, grasso perioculare e le strutture profonde. Questa stratificazione consente di simulare manovre chirurgiche chiave: incisioni cutanee, scollamento dei piani, resezioni parziali, sutura, gestione dei margini e del bordo palpebrale. La tecnologia permette anche di modellare patologie rare o complesse, difficili da incontrare durante la normale attività clinica: retrazioni palpebrali, difetti post-traumatici, esiti cicatriziali dopo interventi precedenti o malposizioni combinati. In questo modo, il chirurgo può costruire una vera “casistica sintetica” in cui esercitarsi, senza dipendere dalla disponibilità di casi reali o da programmi su cadavere.
Flusso sanguigno simulato e realismo tattile: portare la complessità in laboratorio
Un elemento distintivo del progetto è l’integrazione di effetti dinamici, in particolare la simulazione del flusso sanguigno all’interno dei tessuti stampati. Addion ha sviluppato modelli che includono canali e volumi interni in grado di ospitare fluidi, così da riprodurre situazioni che in sala operatoria condizionano la visibilità del campo e la gestione dei tempi chirurgici. Durante l’addestramento, il chirurgo può affrontare il problema dell’emostasi in un contesto controllato, sperimentando strumenti e strategie di controllo del sanguinamento. Oltre all’aspetto visivo, i materiali sono calibrati per offrire un feedback tattile più vicino alla sensazione del tessuto vivo: resistenza alla sutura, tensione alla trazione, capacità di tenuta dei punti.
Dal laboratorio di anatomia alla formazione strutturata in chirurgia palpebrale
I modelli oculari vengono già utilizzati presso l’Istituto di Anatomia dell’Università di Innsbruck, dove studenti di medicina e specializzandi in chirurgia possono esercitarsi su esercizi progressivi: incisioni palpebrali standard, blefaroplastica, correzione di malposizioni, ricostruzioni dopo resezioni di lesioni cutanee perioculari. Il contesto anatomico del laboratorio permette di integrare la didattica tradizionale (dissezione, studio su tavole anatomiche, imaging) con sessioni pratiche in cui l’attenzione si concentra sui gesti chirurgici ripetuti più volte su modelli identici. Questo elimina variabili legate allo stato del cadavere o alla disponibilità di materiale anatomico, e consente ai docenti di strutturare percorsi standardizzati, replicabili nel tempo e condivisibili con altri centri.
Formnext 2025: modelli oculari in primo piano sulla scena della stampa 3D medica
I modelli per la chirurgia delle palpebre sviluppati da Addion ed Eyecer.at sono stati presentati anche alla fiera Formnext 2025, dove Stratasys ha messo in evidenza la propria offerta in ambito Digital Anatomy. I visitatori hanno potuto partecipare a dimostrazioni pratiche e discussioni sulle applicazioni mediche della stampa 3D, con particolare attenzione alla simulazione chirurgica e alla pianificazione preoperatoria. La visibilità a Formnext colloca questi modelli oculari all’interno di un ecosistema più ampio, in cui la stampa 3D per il settore sanitario non è solo prototipazione di dispositivi, ma anche progettazione di strumenti formativi ripetibili e scalabili per ospedali e università.
Un ecosistema in espansione: Ricoh, Axial3D, Materialise e l’anatomia digitale
La soluzione Digital Anatomy utilizzata per i modelli oculari si inserisce in un ecosistema di partner che comprende aziende come Ricoh, Axial3D e Materialise. In collaborazione con Stratasys, Ricoh offre servizi di stampa di modelli anatomici personalizzati: le immagini mediche del paziente vengono caricate su una piattaforma cloud, processate dal software di segmentazione e preparazione di Axial3D, e quindi stampate in un impianto certificato. Materialise, dal canto suo, sviluppa software come Mimics e Mimics Planner, impiegati per la pianificazione di interventi complessi, in particolare in chirurgia toracica e vascolare, e per la certificazione di flussi di lavoro per modelli anatomici destinati a uso clinico. L’esperienza accumulata su distretti come torace, cranio e apparato cardiovascolare crea una base metodologica che ora viene applicata anche alla regione oculare.
Dalla radiologia alla simulazione: Siemens Healthineers e i fantocci radiopachi
Un altro tassello importante riguarda la collaborazione tra Stratasys e Siemens Healthineers per lo sviluppo di fantocci CT radiopachi basati su materiali dedicati. Questi modelli sono progettati per riprodurre in modo preciso la densità radiologica di diversi tessuti, permettendo di calibrare protocolli di imaging e di testare algoritmi di intelligenza artificiale in condizioni ripetibili. L’esperienza maturata nella creazione di fantocci anatomici complessi per la ricerca in imaging può essere trasferita anche alla regione orbito-oculare, dove la combinazione di imaging ad alta risoluzione e modelli stampati in 3D consente di esplorare scenari chirurgici difficili e di validare nuove tecniche di visualizzazione.
Esempi clinici oltre l’occhio: Herston Biofabrication Institute e la chirurgia cardiovascolare
La stessa piattaforma tecnologica utilizzata per i modelli oculari è già al centro di casi clinici in altri distretti anatomici. Un esempio riguarda l’uso, presso il Prince Charles Hospital e l’Herston Biofabrication Institute in Australia, di repliche a grandezza reale di un’aorta severamente dilatata stampate con una Stratasys Digital Anatomy. I chirurghi hanno utilizzato il modello per pianificare una complessa sostituzione aortica, simulando la procedura e studiando l’interazione tra anatomia e protesi prima dell’intervento effettivo. La stessa logica – modello specifico, simulazione, verifica del piano chirurgico – è applicabile alla chirurgia palpebrale su modelli oculari, soprattutto nei casi di ricostruzione post-traumatica.
Benefici per la formazione: dal numero di procedure alla qualità dell’apprendimento
Dal punto di vista formativo, i modelli oculari stampati in 3D permettono di separare la curva di apprendimento tecnica dal numero di pazienti trattati. Invece di aspettare che un certo tipo di caso si presenti in sala operatoria, lo specializzando può eseguire più volte la stessa procedura su un set di modelli identici, con feedback strutturato da parte del tutor. Questo porta vantaggi concreti: maggiore ripetibilità degli esercizi, possibilità di introdurre errori controllati e di analizzarli a posteriori, uso di modelli con difficoltà crescente, dalla palpebra “standard” a scenari con deformazioni complesse. Per le strutture formative, si tratta di passare da occasioni sporadiche di training “sul caso reale” a programmi di simulazione sistematici, integrati nei corsi di specializzazione.
Impatto sul sistema sanitario: etica, logistica e costi
L’adozione di modelli oculari stampati in 3D tocca anche aspetti etici e organizzativi. L’impiego di cadaveri o di modelli animali per la formazione richiede infrastrutture dedicate, normative stringenti, gestione di materiali biologici e costi elevati nel lungo periodo. I modelli sintetici proposti da Addion e Stratasys eliminano la necessità di camere refrigerate e gestione di tessuti biologici, riducono la dipendenza da disponibilità di donatori, permettono di standardizzare la qualità del materiale formativo tra centri diversi e rendono più semplice includere la simulazione in corsi brevi, workshop e programmi internazionali. Resta centrale il tema dei costi della tecnologia e dei materiali, ma la possibilità di riutilizzare una stessa piattaforma hardware per più distretti anatomici e più discipline contribuisce a distribuire l’investimento su un numero crescente di corsi e applicazioni.
Limiti e sfide: standard, valutazione delle competenze e accesso
Nonostante i vantaggi, esistono ancora elementi da sviluppare. La comunità scientifica sta lavorando a metriche condivise per valutare in modo oggettivo il trasferimento di competenze dalla simulazione alla sala operatoria: tempi di procedura, qualità delle suture, gestione del tessuto, controllo del sanguinamento e così via. Inoltre, non esiste ancora uno standard unico per descrivere proprietà meccaniche e parametri di stampa da associare a tipi di tessuto specifici in ambito oftalmico. Per strutture con budget limitati, l’accesso a stampanti Digital Anatomy e materiali dedicati può rappresentare una barriera, anche se l’aumento di partner service-bureau riduce la necessità di acquistare direttamente il sistema e permette di lavorare in modalità servizio esterno.
Prospettive future: verso piattaforme di simulazione integrate per l’occhio
Guardando avanti, i modelli oculari sviluppati da Addion, Eyecer.at e Stratasys possono diventare il nucleo di piattaforme integrate di simulazione per la regione oculare: modelli di occhio e orbita stampati in 3D, software di pianificazione chirurgica basati su immagini specifiche del paziente, strumenti di valutazione automatica delle performance e integrazione con realtà aumentata e realtà virtuale per sovrapporre immagini preoperatorie al modello fisico. In questo scenario, la stampa 3D non si limita a produrre un pezzo, ma diventa il supporto fisico di un flusso di dati clinici, formazione e validazione, contribuendo a diffondere approcci più strutturati nella chirurgia palpebrale e, più in generale, nella chirurgia oftalmica.
