Unione di competenze per la chirurgia pediatrica
tra il Children’s Nebraska e Insight Surgery
Il Children’s Nebraska ha avviato una collaborazione con Insight Surgery, azienda con sede nel Regno Unito specializzata nella produzione su misura di dispositivi medici e nella pianificazione chirurgica virtuale per interventi complessi, in particolare nel campo ortopedico e oncologico. L’obiettivo è introdurre all’interno dell’ospedale tutte le fasi di progettazione e realizzazione di guide chirurgiche e impianti personalizzati, riducendo drasticamente i tempi di consegna e migliorando la precisione durante le procedure. Grazie a questa sinergia, i chirurghi del Children’s Nebraska disporranno di strumenti dedicati a ogni singola anatomia, concepiti in laboratorio per rispondere alle esigenze specifiche di ciascun paziente pediatrico.
Il laboratorio di stampa 3D del Children’s Nebraska
Nella struttura di Omaha, il Children’s Nebraska ospita un’area dedicata all’innovazione estesa su 940 metri quadrati, al cui interno è presente un laboratorio di stampa tridimensionale. Questo spazio è già impegnato nella produzione di modelli anatomici utilizzati per la pianificazione preoperatoria, ma fino a oggi il ricorso a dispositivi esterni rallentava il processo. Con l’ingresso di Insight Surgery, tutte le fasi di stampa – dalla segmentazione dei dati di imaging fino alla realizzazione del pezzo definitivo – potranno avvenire direttamente nel laboratorio interno. Ciò permette di trasformare in giorni quello che un tempo richiedeva settimane, accorciando sensibilmente i tempi tra la richiesta di un modello o di una guida chirurgica e la sua disponibilità in sala operatoria. In questo modo, l’équipe dedicata alla stampa 3D potrà soddisfare richieste urgenti, offrendo prototipi anatomici, guide di taglio e piastre impiantabili con elevate percentuali di fedeltà all’anatomia del paziente.
Caratteristiche di Insight Surgery nel settore medicale personalizzato
Insight Surgery opera a livello globale nella realizzazione di dispositivi e nella pianificazione digitale per interventi complessi. La piattaforma tecnologica dell’azienda consente di ottenere un modello anatomico virtuale a partire dalle immagini TAC o risonanza magnetica, per poi trasformarlo in un file pronto per la stampa 3D. L’iter prevede:
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Segmentazione dei dati di imaging: i team di ingegneria di Insight Surgery elaborano le scansioni del paziente e isolano le strutture anatomiche rilevanti (ossa, vasi sanguigni, tessuti molli).
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Progettazione del modello: è possibile creare modelli trasparenti per analizzare il flusso sanguigno, o in materiale rigido che simula la consistenza ossea. Per gli interventi ortopedici, il risultato può essere un modello dell’anca, del ginocchio o del piede con definizione millimetrica.
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Produzione in tempi rapidi: grazie a un hub di produzione interno all’ospedale, Insight Surgery garantisce la consegna del dispositivo personalizzato in un arco di circa dieci giorni, riducendo i ritardi tipici derivanti dalla spedizione e dall’attesa presso laboratori esterni.
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Ottimizzazione durante la fase chirurgica: i chirurghi possono simulare l’intervento più volte su un modello fisico o utilizzare guide di taglio che si applicano sull’osso per indirizzare il taglio in base alla corretta angolazione e profondità.
L’azienda detiene l’autorizzazione della Food and Drug Administration statunitense per le proprie guide chirurgiche ortopediche stampate in 3D, e nel mese di maggio 2025 ha ottenuto un finanziamento di 2,5 milioni di dollari guidato da Nodenza Venture Partners. Già operativa presso il Texas Medical Center, Insight Surgery prevede di aprire nuovi centri di produzione lungo le coste orientale e occidentale degli Stati Uniti, consolidando così la propria rete di hub in grado di fornire dispositivi in tempi brevi.
Il primo intervento congiunto: un caso di sarcoma del ginocchio
A breve dalla firma dell’accordo, l’équipe congiunta tra Children’s Nebraska e Insight Surgery ha affrontato un caso complesso di sarcoma localizzato nella regione del ginocchio di un giovane paziente. Lo speciale team ortopedico-oncologico ha avviato la pianificazione virtuale: dalle immagini radiologiche è stato ricavato un modello tridimensionale dell’articolazione, comprensivo di proiezione del tumore sui tessuti circostanti. Sulla base di questo modello, sono state progettate guide di taglio personalizzate che venivano applicate direttamente sull’osso in sala operatoria, consentendo al chirurgo ortopedico di rimuovere il sarcoma con margini di sicurezza minimi, preservando la maggior parte delle strutture sane. Grazie all’integrazione degli impianti su misura, l’intervento ha richiesto un minor tempo di sala operatoria e un recupero più rapido per il bambino, riducendo il rischio di complicazioni post-operatorie.
Benefici per le procedure pediatriche
In pediatria, la maggior parte degli strumenti e degli impianti disponibili in commercio è studiata per l’anatomia adulta, e spesso viene adattata con soluzioni “taglia ridotta” o con aggiustamenti sul momento. Questo comporta inevitabili limiti in termini di precisione e rischi maggiori di errori, poiché la crescita dei tessuti infantili non viene considerata nella progettazione originaria del dispositivo. La stampa 3D consente invece di realizzare soluzioni esattamente tarate sulle dimensioni di ogni singolo piccolo paziente, tenendo conto delle curve e delle conformazioni delle ossa, del tipo di osso (denso o più poroso nei neonati) e delle future esigenze di espansione. In questo modo i vantaggi principali sono:
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Precisione millimetrica: la guida di taglio offre una guida diretta all’utensile chirurgico, evitando incertezze e riducendo l’affaticamento dell’équipe operatoria.
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Minori tempi operatori: modulando la pianificazione digitale su progetti adattati all’anatomia del bambino, si abbassano i tempi necessari per le prove intraoperatorie, diminuisce il tempo in anestesia e si facilita la degenza successiva.
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Recupero più veloce: l’adattamento perfetto tra osso e impianto riduce i rischi di instabilità o rigetto, elemento fondamentale per favorire un corretto processo di guarigione nei pazienti più giovani.
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Sicurezza a lungo termine: modelli in materiale biocompatibile o guide personalizzate implementano procedure meno invasive sfruttando la superficie interna delle ossa in crescita.
Altri centri pediatrici all’avanguardia nella stampa 3D
Il Children’s Nebraska si inserisce in un contesto dove la stampa tridimensionale è già utilizzata da anni in alcune eccellenze pediatriche:
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Boston Children’s Hospital: presso il reparto di cardiochirurgia e di chirurgia craniofacciale, modelli 3D sono impiegati per preparare operazioni complesse al cuore e al volto. Prima dell’intervento, i chirurghi sperimentano le incisioni su un modello realistico, anticipando possibili difficoltà legate alla variabilità anatomica di ciascun paziente.
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Nicklaus Children’s Hospital di Miami: il laboratorio dedicato alla stampa 3D produce modelli cardiaci per bambini affetti da malformazioni congenite come difetti del setto ventricolare o atresia polmonare. Cartelle di intervento comprendono modelli in silicone soffice che riproducono esattamente le vie di flusso all’interno del cuore.
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Rady Children’s Hospital di San Diego: in collaborazione con l’Università della California a San Diego, l’ospedale sviluppa modelli di cervello e colonna vertebrale per patologie neurochirurgiche complesse. Questi prototipi consentono di affinare la strategia chirurgica e di formare le équipe su casi rari, riducendo tempi operativi e aumentando l’accuratezza.
Queste esperienze comuni sottolineano il passaggio da un approccio “one-size-fits-all” a una medicina su misura, dove anche l’esperienza sensoriale di toccare un modello anatomico contribuisce a una maggiore consapevolezza della patologia.
Produzione interna e riduzione degli ostacoli logistici
Il vantaggio principale della collaborazione tra Children’s Nebraska e Insight Surgery è l’istituzione di una filiera di produzione interna, in cui ogni passaggio – dal download dei dati TAC fino alla stampa del dispositivo – viene eseguito sotto lo stesso tetto. In questo modo si abbattano i ritardi dovuti alla spedizione e alla gestione dei workflow esterni. È possibile passare da una richiesta urgente di un modello anatomico in fase preoperatoria a un pezzo finito in pochi giorni, senza interruzioni nelle comunicazioni tra team radiologici, ingegneri biomedicali e chirurghi.
Il modello articolare pediatrico o la guida di taglio chirurgico sono prodotti in materiali biocompatibili e sterilizzabili, pronti per essere utilizzati in sala operatoria. Questo sistema permette all’ospedale di erogare un servizio altamente specializzato in tutta la regione e di supportare casi complessi provenienti da altre strutture, centralizzando i processi e ottenendo economie di scala. Di conseguenza, l’ospedale può garantire interventi di qualità superiore a pazienti pediatrici di diverse aree geografiche senza dover attendere l’approvvigionamento da laboratori esterni.
Insight Surgery: tecnologie e orizzonti futuri
Il software proprietario di Insight Surgery integra algoritmi di segmentazione automatica e sistemi di intelligenza artificiale in grado di riconoscere le strutture ossee e i vasi sanguigni nei dati radiologici, accelerando la creazione dei modelli tridimensionali. Il centro di produzione interno è pensato per gestire stampanti 3D basate su polimeri biocompatibili e resine medicali, nonché sulle più recenti tecniche di stampa SLA (stereolitografia) e SLS (sinterizzazione laser selettiva) per garantire elevata risoluzione e finitura superficiale. Grazie ai finanziamenti ottenuti di recente, l’azienda è in fase di sviluppo di un sistema end-to-end che consenta addirittura di pianificare in modalità remota gli interventi, inviando ai chirurghi pacchetti digitali sicuri contenenti tutti i file necessari per la stampa del dispositivo, riducendo ulteriormente i tempi di attesa.
Nel medio periodo, Insight Surgery prevede di estendere la gamma di soluzioni anche al settore cardiochirurgico pediatrico, includendo guide per inserti di valvole e supporti anatomici per interventi raramente eseguiti. A ciò si aggiunge l’intenzione di fondare hub di produzione on-demand lungo la costa orientale e occidentale degli Stati Uniti, affinché ogni ospedale affiliato possa ricevere il dispositivo personalizzato entro una settimana dalla richiesta.
Il valore aggiunto per le famiglie e per il sistema sanitario
L’adozione di dispositivi su misura non comporta soltanto un miglioramento dal punto di vista chirurgico, ma riduce anche i costi complessivi del percorso di cura. Un unico modello virtuale, su cui simulare l’intervento, evita spese legate a prove ripetute in teatro, a errori di posizionamento di impianti non adeguati e a complicazioni che richiedono ulteriori procedure. In termini di convenienza per le famiglie, una degenza più breve significa meno giorni di ospedalizzazione, minor carico di spostamenti per genitori lavoratori e una ripresa più rapida per il bambino, che può tornare a una vita scolastica e ricreativa normale.
Dal punto di vista organizzativo, il Children’s Nebraska potrà offrire un servizio di eccellenza a livello regionale e nazionale, diventando punto di riferimento per interventi di alta complessità. Il modello di produzione interna potrebbe essere esportato in altri reparti pediatrici, come chirurgia oculare, otorinolaringoiatrica e maxillo-facciale, affiancando così tutte le branche mediche che necessitano di dispositivi personalizzati.
Prospettive e sfide per il futuro
Tra le sfide principali rimane la necessità di integrare i workflow clinici con quelli ingegneristici, assicurando che ogni fase di validazione risponda a standard regolatori rigorosi. L’approccio interdisciplinare richiede un coordinamento stretto tra radiologi, chirurghi, ingegneri biomedicali e personale di sterilizzazione. Superata questa fase, il potenziale di espansione è rilevante: si prospetta la realizzazione di un network di centri di produzione che possano erogare servizi a ospedali pediatrici in ogni zona degli Stati Uniti, ma anche in Canada e in Europa, sfruttando l’esperienza maturata nel Regno Unito.
La disponibilità di guide e modelli personalizzati entro dieci giorni potrà rappresentare un nuovo standard nell’assistenza chirurgica. Con l’evoluzione delle tecniche di stampa 3D e l’introduzione di nuovi materiali biocompatibili, sarà possibile estendere l’uso delle tecnologie anche a procedure di trapianto osseo, ricostruzioni craniche complesse e interventi di correzione di malformazioni congenite molto rare.
