Stampa 3D e chirurgia protesica dell’anca presso la Clinica Mediterranea di Napoli

UN CASE REPORT CHE VEDE LA COMPARTECIPAZIONE DI 3DiTALY E MEDERE E L’UTILIZZO DI STAMPANTI 3D FORMLABS

Grazie all’ausilio delle stampanti Formlabs l’equipe di ortopedia della Clinica Mediterranea di Napoli, insieme alla startup Medere e ai tecnici di laboratorio 3DiTALY, ha ricostruito digitalmente e stampato in 3D l’emibacino e il femore di una paziente per consentire la buona riuscita di un intervento. 

Le nuove frontiere della stampa 3D per il mondo medicale

Dalla creazione di modelli e guide per gli interventi chirurgici, alla realizzazione di ortesi e soluzioni per la riabilitazione personalizzate, fino ad aiutare i professionisti impiegati nella gestione dell’emergenza Covid-19, la stampa 3D sta aprendo nuovi orizzonti nel settore medicale e dentale per facilitare il lavoro del personale medico all’interno della clinica, offrire soluzioni su misura ai pazienti e contribuire alla nascita di nuove possibilità di cura. 

Da una tac alla stampa 3D: gli step necessari

Possono essere molte le applicazioni che legano medicina e chirurgia alla stampa 3D. Ad ogni modo gli step iniziano quasi sempre dalla conversione file Dicom (Tac) in mesh poligonale:

  1. Elaborazione delle immagini tc (file Dicom)
  2. ottenimento del file STL  (mesh)
  3. ricostruzione con accuratezza millimetrica dell’anatomia ossea del paziente
  4. finalizzazione del modello 3d per pianificazione tridimensionale dell’intervento
  5. stampa 3D dei modelli

Cosa è in grado di fare oggi la stampa 3D per la chirurgia

Come già riportato, sono davvero molte le possibilità che il mondo della stampa 3D offre per chirurgia e più in generale medicina. Possiamo però comporre un quadro esaustivo dei servizi erogabili:

body scanning 3D professionale per ottenere l’anatomia esterna paziente
imaging radiologico 3D da file DICOM per ottenere l’anatomia interna e conversione in file STL
creazione ortesi e protesi per ortopedia e chirurgia protesica
stampa 3D di modelli anatomici per studio in vari materiali, anche flessibili
stampa 3D di modelli per simulazione intervento chirurgico

Ad ogni modo, non c’è nulla di meglio di un caso studio per fornirvi un esempio di queste applicazioni. Pertanto vi raccontiamo la ricostruzione digitale in 3D di un femore operata dalla Clinica Mediterranea di Napoli.  

Nuove tecnologie per il miglior esito possibile negli interventi chirurgici

Il caso clinico prevedeva la ricostruzione in 3d delI’emibacino e del femore di una paziente di 56 anni con esiti di fallimento di protesi di anca. Il team di ortopedici del Dott. Giuseppe Santoro si è rivolto alla start-up di ingegneri biomedici Medere ed ai tecnici di 3DiTALY per effettuare la ricostruzione anatomica digitale e la stampa 3D del modello.  Le motivazioni erano molte. Soprattutto quella di cercare nuove tecnologie per limitare il più possibile gli errori in fase operatoria.

La Clinica Mediterranea di Napoli

La Clinica Mediterranea di Napoli è una struttura ospedaliera e Centro Diagnostico, accreditata con il Servizio Sanitario Nazionale, che svolge attività di alta specializzazione tra cui cardiologia, cardiochirurgia, ginecologia, chirurgia generale e chirurgia ortopedica. Qui opera l’equipe di ortopedia protesica dell’anca e del ginocchio composta dal Dott. Giuseppe Santoro, direttore dell’unità operativa, e dai dottori Francesco Aquino, Massimiliano Amato, Roberto De Filippis e Raffaele Verrazzo.

Stampe 3D perfette accurate e veloci per il medicale con Formlabs

Le immagini acquisite tramite la tomografia computerizzata sono state elaborate per generare un file STL e poi ricostruire con accuratezza millimetrica l’anatomia ossea della paziente. Grazie all’ausilio delle stampanti Formlabs Form 3L a resina stereolitografica sono poi stati stampati i modelli in 3D per la pianificazione tridimensionale dell’intervento. Le stampanti Formlabs uniscono la facilità di utilizzo e le minime esigenze di manutenzione con la rapidità d’esecuzione, la perfezione nella finitura superficiale e l’accuratezza: l’intero processo, dall’acquisizione ed elaborazione delle immagini TC, alla stampa 3D è stato portato a termine in soli 3 giorni

Slicing dell’emibacino tramite il software Preform
Realizzazione tramite stampa 3d SLA del femore

Simulazione pre-operatoria in scala 1:1 

Grazie all’accurata ricostruzione e alla successiva stampa 3D si pianificano tutte le fasi chirurgiche in uno scenario simile alla realtà, scegliendo lo strumentario e l’impianto protesico più adatto al caso per velocizzare i tempi di esecuzione e limitare gli imprevisti intraoperatori. Dalla pianificazione e simulazione tridimensionale della procedura si è passati poi all’intervento chirurgico che è stato portato a termine con successo. In conclusione, ecco alcune dichiarazioni rilasciate dai rappresentanti dei marchi coinvolti in questo case history.

Realizzazione tramite stampa 3d SLA dell’emibacino
Test preoperatorio realizzato sul modello stampato in 3d

Fornire servizi e cure sempre più adeguate ai pazienti

“Ci auguriamo nel futuro prossimo di poter usufruire più spesso di tale procedura di ricostruzione 3D, di sviluppare insieme ai team di ingegneri e designer dedicati nuove tecnologie e nuovi materiali, al fine di migliorare l’accuratezza degli interventi chirurgici e fornire sempre le cure più adeguate ai nostri pazienti”, ha dichiarato il Dott. Massimiliano Amato, membro dell’equipe. 

Formlabs al lavoro per lo sviluppo di materiali biocompatibili

“Negli ultimi anni la medicina sta integrando sempre di più le nuove tecnologie per migliorare la qualità delle cure e in Formlabs crediamo che la stampa 3D possa essere di grande aiuto per raggiungere questo obiettivo. Per questo il nostro team è costantemente al lavoro per sviluppare nuovi materiali biocompatibili e fornire a equipe come quella del Dott. Santoro nuovi strumenti per facilitare la riuscita dei loro interventi”, Marco Zappia, Channel Sales Manager Italy, Formlabs. 

Sviluppo di progetti in tempi rapidi per le applicazioni medicali

“Da circa dieci anni cerchiamo di trovare soluzioni valide per grandi aziende, PMI, startup e liberi professionisti. Quotidianamente sviluppiamo progetti utilizzando gli strumenti della fabbricazione digitale e le stampanti 3D Formlabs ci permettono sempre di raggiungere ottimi risultati. L’affidabilità del processo di produzione e le alte performance di stampa garantiscono lo sviluppo di progetti in tempi rapidi, aspetto fondamentale nelle applicazioni medicali. Perché ottimizzare i tempi, e quindi i costi, è diventato ormai fondamentale anche nel settore medicale”. Ha commentato Carlo Mariella, Project Manager, 3DiTALY.

Ricostruzione 3D a partire da immagini diagnostiche

“Fornire soluzioni e innovazioni per la salute è da sempre il motore che ci spinge in tutte le nostre attività. Fin dalla nascita di Medere nel 2018, cerchiamo di applicare le discipline dell’ingegneria alla medicina per aiutare i pazienti e migliorarne la qualità della vita. In questa collaborazione abbiamo raggiunto questi obiettivi grazie a tutti i partecipanti e siamo molto contenti di aver contribuito mettendo a disposizione del personale sanitario le nostre conoscenze sulle tecniche digitali di ricostruzione 3D a partire da immagini diagnostiche”. Con queste parole ha espresso la sua soddisfazione per il risultato, Daniele Bianchi, CTO, Medere.

Un corso per diventare tecnico operatore di imaging radiologico 3D. Ci auguriamo che la lettura di questo articolo abbia incontrato il tuo interesse, che tu sia un semplice appassionato oppure un medico, chirurgo o fisioterapista. Ma, d’altra parte, ipotizziamo anche che tu voglia iniziare ad esplorare in modo più approfondito questo mondo. Se questo è il tuo proposito, ti suggeriamo il nostro nuovo corso di 3D imaging e stampa 3D per il settore Medicale. E’ un programma didattico della nostra accademia di specializzazione ai mestieri 4.0 DamA (Digital Arts & Manufacturing Academy). Il corso, giunto alla 4a edizione, ha visto la partecipazione di diversi team provenienti da reparti ospedalieri, ma anche medici, ortopedici, fisioterapisti. Caratterizzato da una bassa curva di apprendimento e dall’utilizzo di software gratuiti e accessibili, il corso si propone di offrire tutti gli strumenti per una facile e intuitiva conversione da file DICOM a file STL pronto per la stampa 3D.

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