Occhi artificiali su misura per cani stampati in 3D : uno studio preliminare

GLI SCIENZIATI DI CHUNGBUK STAMPANO IN 3D PROTESI OCULARI PERSONALIZZABILI ECONOMICHE PER IL “ MIGLIORE AMICO DELL’UOMO ”

I ricercatori della Chungbuk National University con sede in Corea hanno sviluppato occhi artificiali personalizzati a basso costo per cani che hanno perso i loro a causa di malattie incurabili.

Utilizzando tecniche di scansione e modellazione, gli scienziati sono stati in grado di adattare i loro impianti ai singoli cani, prima di stamparli rapidamente con una resina biocompatibile disponibile in commercio. Dopo aver testato le loro protesi su due beagle in cattive condizioni, il team li ha descritti come “esteticamente eccellenti” e spera di vedere i loro dispositivi usati per trattare altri animali da compagnia in futuro.

Le malattie degli occhi possono causare gravi disagi ai cani se non trattate e, sfortunatamente, molte malattie incurabili richiedono interventi chirurgici di rimozione per alleviare il loro dolore. Queste operazioni spesso lasciano i canini colpiti con deformazioni facciali e, di conseguenza, i proprietari spesso adattano i loro animali domestici con repliche in silicone.

Tuttavia, le protesi esistenti hanno dei limiti, poiché non possono essere utilizzate in pazienti con problemi alla cornea e la fibrosi può essere indotta dopo l’intervento chirurgico. Nemmeno i proprietari di animali domestici sono soddisfatti dei risultati e, secondo il sondaggio del team, il 62% di coloro i cui cani avevano subito un intervento chirurgico non erano soddisfatti delle sue complicanze.

Per superare questi inconvenienti, gli scienziati si sono ispirati agli impianti porosi utilizzati dai pazienti umani, che consentono una maggiore crescita fibrovascolare. Sebbene queste protesi personalizzabili abbiano già mostrato risultati promettenti nelle applicazioni canine, il loro costo eccessivo e i tempi di consegna ne hanno impedito l’adozione.

La stampa 3D, nel frattempo, viene regolarmente utilizzata non solo per fabbricare repliche dell’anatomia umana, ma per produrre innesti facciali personalizzati per l’impianto chirurgico. Utilizzando lo stesso approccio, il team ha teorizzato di poter produrre protesi oculari per cani su misura per la loro razza, taglia e forma individuali.

Per creare i loro bulbi oculari additivi, gli scienziati hanno implementato una tecnica di scansione ad ultrasuoni, che ha permesso loro di rendere i loro dispositivi il 75% delle dimensioni della presa. Il team ha quindi modellato i loro impianti utilizzando il software Tinkercad e li ha stampati in 3D utilizzando un polimero pellettizzato PCL e una bioprinter Rokit INVIVO .

Una volta pronte le ottiche fabbricate, gli scienziati le hanno impiantate in due beagle e le hanno monitorate per i sei mesi successivi. Le repliche additive si sono dimostrate di dimensioni adeguate durante l’intervento chirurgico e le protesi dipinte sono state indossate per 10 ore, tre giorni alla settimana, per consentire ai cani di acclimatarsi.

Per valutare l’efficacia dei propri dispositivi, il team ha misurato fattori come il livello di lucentezza, infiammazione, secrezione, infezione e dolore dopo l’intervento. Rispetto agli occhi sani dei cani, i loro impianti si sono dimostrati simili nell’aspetto e variavano da “buono” a “eccellente” in base alla scala degli scienziati.

Sebbene sia stato rilevato un dolore moderato, questo è scomparso nei cani dopo due settimane e non si sono verificate complicazioni durante le valutazioni. Di conseguenza, il team ha concluso che il proprio processo è più economico e richiede meno manodopera rispetto ai metodi esistenti e ritiene che abbia un “grande potenziale” nelle applicazioni veterinarie.

Miglioramento della salute ottica tramite la stampa 3D

Negli ultimi anni scienziati e medici hanno implementato tecniche di stampa 3D per creare un’ampia gamma di protesi facciali, inclusi bulbi oculari umani personalizzati.

I ricercatori dell’Università del Minnesota (UMN), ad esempio, hanno dispositivi optoelettronici stampati in 3D utilizzando fotorilevatori polimerici su superfici emisferiche. Utilizzando un sistema multi-materiale, il team è stato finalmente in grado di fare un passo significativo verso gli “occhi bionici” del futuro.

Il Severance Hospital dello Yonsei University Health System (YUHS) ha fatto un ulteriore passo avanti e ha commercializzato il suo primo occhio artificiale stampato in 3D . Il team dietro la replica additiva afferma che il loro dispositivo si rivolgerà a un mercato di 60.000 coreani che attualmente richiedono protesi ottiche.

Altrove, Michael Reber del Krembil Research Institute ha invitato esperti di stampa 3D a collaborare come mezzo per fabbricare modelli accurati di malattie degli occhi . Reber ha teorizzato che impiantando nanofibre di seta, potrebbe essere possibile alleviare la sofferenza dei pazienti affetti da malattie dell’occhio umano.

I risultati dei ricercatori sono dettagliati nel loro articolo intitolato ” Occhi artificiali su misura utilizzando la stampa 3D per cani: uno studio preliminare “. Lo studio è stato co-autore di So-Young Park, Jeong-Hee An, Hyun Kwon, Seo-Young Choi, Ka-Young Lim, Ho-Hyun Kwak, Kamal Hany Hussein, Heung-Myong Woo e Kyung-Mee Park.

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