Un team di ricerca dell’ospedale affiliato all’Università di Hebei in Cina ha dimostrato la capacità di stampare in 3D un modello di fegato 1: 1 complesso per scopi di pianificazione chirurgica a meno di 90 dollari. Il team, guidato dal professor Cheng Shujie, sostiene che i modelli epatici 3D stampati specifici per il paziente aiuteranno a migliorare la pianificazione della chirurgia epatica.
In campo medico, i modelli anatomici stampati in 3D specifici per il paziente stanno diventando sempre più diffusi, in quanto possono offrire ai medici una comprensione precisa e tangibile del caso di un particolare paziente e possono migliorare la comprensione della propria condizione da parte del paziente.
Negli ultimi anni, abbiamo visto alcuni modelli stampati in 3D piuttosto impressionanti, i più avanzati dei quali sono multi-colorati e talvolta anche multi-testurizzati. Questi modelli avanzati, tuttavia, sono spesso prodotti su costosi sistemi di stampa 3D e con materiali altrettanto costosi che li rendono meno accessibili. Un accurato modello epatico 3D stampato in 1: 1, ad esempio, può costare dai 3,000 ai 4,500 dollari prodotto su un sistema multi-colore.
Nel tentativo di rendere disponibili modelli chirurgici altamente precisi a più persone, il team dell’Università di Hebei ha sviluppato un metodo per la stampa 3D di modelli complessi di fegato a un costo molto più economico di prima.
Utilizzando due stampanti 3D SLA LCD ad alta velocità con sistemi di raffreddamento a liquido, il team medico ha prodotto in modo additivo quello che potrebbe benissimo essere il modello di fegato più complesso che abbiamo visto fino ad oggi. Nella produzione dei modelli illustrati, i ricercatori hanno utilizzato due stampanti 3D UNIZ SLA, sebbene abbiano specificato che è possibile utilizzare qualsiasi stampante 3D SLA.
Realizzati con resine fotosensibili in una varietà di colori diversi, i modelli stampati in 3D rappresentano la “rete vascolare epatica a tre sistemi” del fegato, mentre i modelli epatici stampati in 3D rappresentano solo due dei sistemi vascolari del fegato.
Questo livello di dettaglio aggiunto al modello stampato in 3D può offrire una comprensione più approfondita dell’anatomia del paziente e può portare a procedure chirurgiche più efficaci, riduzione del rischio di emorragia e di minori complicanze postoperatorie.
Le reti vascolari dei modelli epatici sono stampate in 3D utilizzando della resina fotosensibile con uno spessore dello strato di 0,1 mm e una precisione di 0,7 mm. Per completare la forma del fegato, il modello vascolare viene quindi fuso in una resina altamente trasparente. Il risultato è un fegato stampato in 3D con componenti interni completamente visibili, tra cui reti di vene e tumori.
Questo metodo di stampa 3D non solo ha ridotto i costi dei modelli di fegato per la stampa 3D per la pianificazione chirurgica, ma ha anche ridotto notevolmente i tempi di stampa per tali modelli. Attualmente, il tempo di stampa per la struttura interna di un modello è solo di circa quattro ore. Tuttavia, come sottolinea il professor Cheng Shujie, c’è sempre spazio per miglioramenti poiché i modelli di fegato stampati in 3D richiedono attualmente circa 30 ore di tempo di post-produzione.
“Dopo ripetute e approfondite verifiche, il professor Cheng Shujie ritiene che il metodo di produzione, attualmente sviluppato dall’Ospedale Affiliato dell’Università di Hebei, di un modello epatico di pianificazione pre-operatoria trasparente, a colori e ad alta precisione sia qualificato per aiutare una serie di estremamente difficili , interventi chirurgici epatici accurati e personalizzati “, ha affermato il gruppo di ricerca in una nota.
Aggiunge che il metodo di stampa 3D potrebbe anche essere utilizzato per produrre altri modelli chirurgici ugualmente complessi in campi come ortopedia, neurochirurgia, ostetricia, ginecologia, chirurgia plastica e stomatologia. Per le applicazioni relative al fegato, i medici cinesi ritengono che i loro modelli stampati in 3D possano essere utilizzati in circa l’80% dei casi chirurgici epatici.
Oltre alla pianificazione chirurgica, i ricercatori cinesi affermano che i modelli anatomici stampati in 3D potrebbero anche avere applicazioni nella formazione medica e potrebbero essere adattati per la produzione in serie. Infatti, se vengono utilizzati per scopi di formazione, il team afferma che il tempo di produzione può essere ulteriormente ridotto per i modelli poiché la fase di stampaggio post-elaborazione potrebbe essere aggirata.
In definitiva, i ricercatori dell’Università di Hebei sperano che il loro metodo di stampa 3D a basso costo offrirà al settore medico (e in particolare ai chirurghi epatici) un’alternativa alle costose e costose tecnologie di stampa 3D multi-ugello. Il team di ricerca, informato da precedenti ricerche presso l’Ospedale Zhujiang in Cina, l’Università Tsukuba in Giappone e l’Università Jagellonica in Polonia, sta attualmente lavorando per migliorare e far progredire il suo nuovo processo per una precisione ancora maggiore.