L’Università Mercer, attraverso la propria scuola di medicina e i centri di simulazione clinica, ha sviluppato un programma basato su simulatori di emergenza stampati in 3D per migliorare l’addestramento degli operatori sanitari nelle regioni rurali e a bassa densità di risorse. L’obiettivo è offrire scenari realistici di pronto soccorso e gestione del paziente critico utilizzando modelli fisici a basso costo, facilmente replicabili e adattabili alle esigenze delle diverse strutture ospedaliere. Questo approccio mira a colmare il divario tra grandi centri universitari e piccoli ospedali periferici, dove l’accesso a simulatori commerciali ad alta fedeltà è spesso limitato dai costi e dalla complessità logistica.
Perché i simulatori tradizionali non bastano per le aree rurali
I simulatori medici commerciali, come manichini avanzati e piattaforme integrate di realtà virtuale, offrono scenari didattici molto completi ma hanno costi di acquisto e manutenzione elevati, che possono superare decine di migliaia di euro per unità. A questi si aggiungono spese di licenze software, aggiornamenti e personale specializzato per la gestione dei laboratori di simulazione, elementi difficilmente sostenibili per piccoli ospedali rurali o cliniche di emergenza locali. In molti casi, la formazione pratica sul paziente critico avviene ancora attraverso osservazione diretta o in contesti reali, con margini di rischio e poca possibilità di ripetizione controllata delle manovre. I simulatori stampati in 3D permettono invece di costruire un parco didattico modulare, in cui singoli distretti anatomici vengono progettati e riprodotti con costi marginali ridotti e manutenzione semplificata.
Design dei simulatori: moduli anatomici 3D e scenari di emergenza
Il progetto Mercer prevede la creazione di modelli anatomici specifici per scenari critici, come arresto cardiaco, trauma toracico, gestione delle vie aeree, accessi vascolari e stabilizzazione iniziale del paziente politraumatizzato. I ricercatori progettano in CAD strutture interne ed esterne che riproducono punti di repere anatomici, spessori dei tessuti e cavità in cui inserire sensori o fluidi, così da simulare sanguinamento, resistenza alla palpazione e risposta alle manovre. I file 3D vengono poi stampati con sistemi FFF/PLA per le parti strutturali rigide e con materiali flessibili, come TPU ed elastomeri o siliconi colati su stampi 3D, per simulare cute, muscoli e tessuti molli. Questo consente di assemblare simulatori modulari in cui singoli componenti possono essere sostituiti quando usurati, senza dover rinnovare l’intero sistema.
Stampa 3D e materiali: scelta tra rigidità, flessibilità e trasparenza
Per ottenere un compromesso tra realismo, durata e costo, il team Mercer utilizza diverse combinazioni di materiali e tecnologie di stampa. Le strutture interne, come gabbie toraciche, basi craniche o supporti per organi, sono generalmente stampate in PLA o PETG con stampanti desktop affidabili, in modo da controllare spessore e resistenza meccanica. Le parti esterne vengono invece realizzate usando stampi stampati in 3D e colati con silicone o materiali gommosi, così da ottenere una risposta tattile più simile al tessuto umano. In alcuni moduli vengono inseriti canali per fluidi colorati, che permettono di simulare emorragie o infusioni, e sedi predefinite per sensori di pressione o di contatto, utili a misurare la qualità delle compressioni toraciche o la corretta esecuzione di manovre invasive.
Riduzione dei costi: modelli open e infrastruttura distribuita
Uno dei vantaggi della strategia Mercer è la possibilità di condividere file e linee guida di produzione tra diversi centri sanitari, creando una rete di strutture in grado di produrre in autonomia i propri simulatori. Una volta progettato e validato un modello, i file 3D possono essere distribuiti a ospedali periferici, scuole per infermieri e centri di formazione di emergenza, che li stampano localmente con hardware relativamente economico. I costi di produzione per singolo modulo possono ridursi a poche decine o centinaia di euro, contro le migliaia necessarie per manichini commerciali equivalenti, permettendo di aumentare il numero di unità disponibili e il tempo di esercitazione per ciascun discente. Questo approccio facilita l’adozione di percorsi formativi strutturati anche in territori con risorse limitate.
Integrazione nel curriculum di formazione medica e infermieristica
I simulatori di emergenza stampati in 3D sono stati integrati nei percorsi didattici di studenti di medicina, infermieri, paramedici e personale di pronto soccorso collegati a Mercer e alle strutture partner. Le sessioni di training includono scenari strutturati in cui i partecipanti devono eseguire sequenze di azioni su simulatori che riproducono condizioni specifiche, come trauma contusivo o shock ipovolemico. Gli istruttori possono valutare performance, tempi di risposta e qualità delle manovre, ripetendo gli scenari fino a raggiungere un livello di competenza accettabile senza rischi per i pazienti reali.
Impatto sulle comunità rurali e prospettive future
Per le comunità rurali, la possibilità di formare sul posto personale in grado di gestire emergenze gravi riduce la dipendenza esclusiva da trasferimenti verso grandi ospedali e migliora la qualità delle prime ore di trattamento, spesso decisive per la prognosi. Il progetto Mercer dimostra che con una combinazione di progettazione digitale, stampa 3D e collaborazione interistituzionale è possibile creare ecosistemi formativi sostenibili, scalabili e adattabili alle esigenze locali. In prospettiva, l’evoluzione di questi simulatori potrebbe includere maggiore integrazione con sensori, realtà aumentata e piattaforme di monitoraggio remoto, così da supportare non solo la formazione in presenza ma anche la supervisione e il mentoring a distanza.
