VA Puget Sound Initiative: avanzamento della stampa 3D per le malattie cardiache
Per oltre cento anni, curare le malattie cardiache significava aprire il torace del paziente per accedere al cuore attraverso un intervento a cuore aperto . La procedura richiede in genere da tre a sei ore ed è associata a molto dolore e sofferenza, nonché a possibili complicanze chirurgiche. Inoltre, il paziente deve essere in buona salute per resistere all’operazione. Tuttavia, negli ultimi anni, l’uso della chirurgia mini-invasiva è diventato estremamente importante per i pazienti a rischio intermedio o più elevato di morte o complicanze maggiori durante la procedura. E proprio il mese scorso la Food and Drug Administration degli Stati Uniti ha approvato a procedura per i pazienti a basso rischio che devono sostituire le valvole danneggiate. Questo è stato un grosso problema, poiché la stenosi aortica è la più comune malattia cardiaca valvolare negli Stati Uniti, che affligge fino a 1,5 milioni di persone, e molti di loro non potevano o non volevano sottoporsi a un intervento a cuore aperto, quindi poche opzioni per loro. Tuttavia, se pensavi che le cose non potessero andare meglio, prova ad aggiungere la stampa 3D all’equazione. Questo è esattamente ciò che i ricercatori e i medici del sistema di assistenza sanitaria VA Puget Sound stanno facendo: usare la stampa 3D per aiutare nella diagnosi e nel trattamento di condizioni cardiache complesse.
Recentemente, il VA Puget Sound (parte del Dipartimento degli affari dei veterani degli Stati Uniti ) e la School of Medicine dell’Università di Washington (UW) hanno annunciato una partnership di due anni per sviluppare nuovi usi della stampa 3D che potrebbero aiutare i cardiologi a visualizzare meglio la complessa anatomia unica a ciascun paziente e migliorare l’accesso a nuovi trattamenti minimamente invasivi. Questo tipo di chirurgia ha già dimostrato di aiutare a ridurre i costi dell’assistenza sanitaria di centinaia di milioni di dollari ogni anno, rendendo anche la chirurgia più sicura riducendo la sofferenza associata alle complicanze chirurgiche e ora con la stampa 3D, le cose possono diventare più facili per tutti i soggetti coinvolti.
Le due organizzazioni condivideranno stampanti 3D, materiali 3D, software e uno staff composto da medici, ricercatori e ingegneri, per sviluppare rapidamente nuovi protocolli per le procedure di pianificazione, come la creazione di modelli stampati 3D specifici per il paziente per il trattamento della valvola mitrale malattia: un’anomalia cardiaca complessa che impedisce al sangue di fluire correttamente dal cuore al resto del corpo.
“La stampa 3D può beneficiare di molti aspetti delle malattie cardiache strutturali, inclusa la malattia che colpisce una delle quattro valvole del cuore (aortica, mitrale, tricuspide e polmonare). Ogni valvola ha una struttura diversa e sfide diverse per un approccio interventistico, ed è qui che essere in grado di visualizzare che l’anatomia con la stampa 3D può davvero fare la differenza ”, ha spiegato Beth Ripley, radiologo di VA Puget Sound.
VA è il più grande sistema sanitario integrato negli Stati Uniti e dispone di una delle reti di stampa 3D ospedaliere più estese. La rete di stampa 3D Veterans Health Administration (VHA) sta già vedendo in prima persona i numerosi vantaggi della stampa 3D, dai reni modello all’informazione sulla pianificazione pre-chirurgica per i veterani con carcinoma renale e persino i plantari specializzati del piede che aiutano a prevenire amputazioni evitabili per veterani con diabete di tipo 2. I cardiologi saranno presto in grado di prepararsi ancora meglio per le procedure imminenti e aiutare i loro pazienti a capire quale tipo di trattamento e chirurgia riceveranno, attraverso modelli 3D a grandezza naturale del loro stesso cuore .
Ripley ha continuato affermando che “i modelli medici stampati in 3D possono facilitare la comprensione del paziente e il consenso informato, la formazione dei medici, la diagnosi delle malattie e la pianificazione chirurgica. La prossima frontiera sarà l’esplorazione di impianti adattati al paziente e guide chirurgiche di taglio. Infine, stiamo esplorando la bioprinting, che è la stampa 3D di strutture che possono supportare o sono composte da cellule viventi. “
Sia UW Medicine che VA Puget Sound utilizzano il software di stampa Materialise Mimics 3D, che è stato eliminato dal punto di vista medico, e il software GE Advanced Workstation Volume Share. Entrambe le istituzioni hanno una vasta gamma di stampanti 3D a portata di mano. VA Puget Sound è dotato di:
Stampante Stratasys F370 FDM
Stampante Stratasys Mojo FDM
Stampante Polyjet Stratasys Objet 30 Prime
Stampante Polyjet Stratasys Objet 350 Connex3
Stampante Formlabs Form2 iva fotopolimerizzazione (SLA)
Alla UW School of Medicine, lo scienziato ricercatore Dmitry Levin gestisce un laboratorio di stampa 3D riconosciuto a livello nazionale che ha prodotto più di 100 modelli specifici per paziente per guidare le decisioni di cardiologi e chirurghi. Per realizzare i loro progetti, i ricercatori del laboratorio UW utilizzano le seguenti stampanti 3D:
Stampante Dremel FDM
Stampante per fotopolimerizzazione iva Formlabs Form2
Stampante per fotopolimerizzazione UNIZ SLASH pro iva
Stampante per fotopolimerizzazione iva NewPro 3D
Stampante Prusa i3 FDM
Stampante 3D a colori Z Corp Zprinter 250
Unendosi alla VA, Levin ha affermato che stanno fondendo “tutta la nostra esperienza collettiva in uno sforzo unificato per offrire ai pazienti cure cardiache personalizzate in base alle loro esigenze specifiche”.
“Ora che la FDA ha esteso un approccio basato sul catetere alla disponibilità della sostituzione della valvola aortica (TAVR) ai pazienti a basso rischio chirurgico, vedremo più casi che possono beneficiare dei modelli stampati in 3D per la pianificazione della TAVR”, ha aggiunto Levin ad agosto quando l’istituzione ha annunciato la nuova partnership. “Oltre a migliorare la nostra comprensione dell’anatomia di un paziente, (stampa 3D) ci consente di sapere quali cateteri e valvole di ricambio si adatteranno e come affrontare al meglio la struttura particolare. Tale conoscenza si traduce in un risparmio sui costi per il paziente in termini di dispositivi e durata della procedura. “
Sia VA Puget Sound che UW Medicine sono stati i primi ad adottare la tecnologia di stampa 3D e sono considerati leader nei loro campi. Si prevede che gli sviluppi di questo accordo di ricerca andranno a beneficio non solo dei 9 milioni di pazienti arruolati di VA e dell’ampia base di pazienti geografici di UW Medicine, ma anche di raggiungere pazienti al di fuori di queste reti ospedaliere. Secondo VA Puget Sound, le innovazioni della collaborazione dovrebbero informare la ricerca, lo sviluppo e la scalabilità futuri delle applicazioni di stampa 3D per far avanzare gli approcci terapeutici per affrontare le complessità delle malattie cardiache a livello globale.
“Il sistema di assistenza sanitaria VA Puget Sound fornisce assistenza completa a oltre 110.000 veterani iscritti in una delle sue nove strutture nel Pacifico nord-occidentale (due divisioni a Seattle e Tacoma; sette cliniche ambulatoriali con sede nella comunità a Bellevue, Bremerton, Chehalis, Federal Way, Mount Vernon, Port Angeles e North Seattle). Come il quinto programma di ricerca più grande di VA, VA Puget Sound svolge attività di ricerca in quasi tutti i principali reparti clinici, tra cui: TBI ed esposizioni multiple a scoppio; miglioramento della memoria e malattia di Alzheimer; PTSD e integrità della distribuzione; Morbo di Parkinson, diabete; cancro; abuso di sostanze; protesi degli arti inferiori; genomica; e servizi sanitari. Inoltre, abbiamo sette Centri di eccellenza riconosciuti a livello nazionale,
Ripley ha anche riflettuto sulla prossima frontiera del VA Puget Sound. Lei crede che presto si muoveranno nella bioprinting, creando osso vivo e vascolarizzato.
“Attualmente, quando un osso deve essere rimosso a causa di cancro o infezione cronica, deve essere sostituito con un osso prelevato da un’altra fonte, spesso l’osso del paziente. Ciò significa un secondo sito chirurgico e la perdita di osso da quel sito. L’obiettivo della stampa di ossa vascolarizzate vive è di fornire un mezzo per sostituire l’osso malato senza la morbilità di prelevarlo dal paziente. I pazienti con tumori che colpiscono l’osso o le infezioni croniche (come possono verificarsi con il diabete) ne trarranno maggiori benefici. Il successo getterà anche importanti basi per la creazione di altri tessuti viventi, come gli organi. “
Come i suoi colleghi del VA, Ripley crede che le malattie cardiache, il diabete e il cancro siano tutti processi patologici cronici che la stampa 3D sta affrontando e che in futuro vorrebbero continuare ad estendere la portata della tecnologia per affrontare altri problemi di salute . Ci sono 18,2 milioni di veterani negli Stati Uniti che potrebbero beneficiare dei progressi della stampa 3D, oltre a tutti i pazienti che sarebbero indirettamente aiutati grazie ai progressi della ricerca. Sembra che questa sia una situazione vantaggiosa per la popolazione di pazienti degli Stati Uniti, presente e futura.
