Dalla molecola al modello in scala: stampare in 3D le arterie con Fusion 360

Pooria Sohi Pooria Sohi Marzo 22, 2023

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Il Dr. Hannes Schwenke e il suo team stampano modelli di arterie in 3D per osservare più da vicino l’anatomia dei pazienti e alleviare la loro ansia. Scopri di più su tale processo in questo articolo.

Dieci anni fa non ci avreste creduto se vi avessimo detto che la stampa 3D sarebbe diventata abbastanza economica da poter essere utilizzata dai medici nella loro prassi quotidiana. Un esempio lampante di questa nuova ed entusiasmante realtà è il modo in cui il Dr. Hannes Schwenke utilizza la stampa 3D insieme alla scansione per produrre modelli accurati degli organi dei pazienti e curarli in modo più efficace.

Il Dr. Schwenke è un pioniere nel campo della neurochirurgia. Grazie alla tecnologia di stampa 3D, lui e il suo team dell’Ospedale Universitario Schleswig-Holstein di Lubecca sono riusciti a migliorare la qualità delle operazioni eseguite sugli aneurismi cerebrali. In sostanza, stampano in 3D le arterie cerebrali dei loro pazienti in preparazione agli interventi futuri. I modelli 3D li aiutano a visualizzare la situazione in cui si trovano, in modo da poter iniziare gli interventi con il maggior numero possibile di conoscenze preliminari.

“Gli interventi di aneurisma che eseguiamo sono procedure endovascolari minimamente invasive che passano attraverso le arterie inguinali o le arterie del polso, tutte sotto fluoroscopia”, spiega. “Attraverso questi approcci accediamo al cervello con dei cateteri, rendendo non necessaria la foratura del cranio”.

Da molecole a modelli in scala

Il Dr. Schwenke è in grado di isolare un’arteria rilevante attraverso una combinazione di scansioni TC e angiografie rotazionali 3D (o 3DRA). Circa cinque anni fa ha iniziato a utilizzare Netfabb, Fusion 360 e l’hardware SLA di Formlabs per creare semplici stampe di arterie cerebrali utilizzando dei dati identificati.

Per prima cosa, il Dr. Schwenke e il suo team elaborano e preparano i dati in Netfabb. Poi passano i dati su Fusion 360, dove progettano le interfacce meccaniche. Da Fusion 360, i dati diventano un modello fisico in scala dell’arteria, stampato in 3D, che il team può analizzare e persino utilizzare per eseguire una simulazione fluidodinamica.

Questo processo riduce al minimo i rischi legati a una complessa chirurgia cerebrale e fa risparmiare tempo, consentendo al team di visitare un maggior numero di pazienti. I modelli fisici consentono, inoltre, di visualizzare l’anatomia dei pazienti e di informarli sulle procedure che stanno per essere eseguite. “I modelli aiutano ad alleviare l’ansia dei pazienti”, spiega l’esperto, sottolineando che questi ultimi si sentono più sicuri e a proprio agio quando l’esperto demistifica ogni parte del processo.

Vantaggi didattici

Il tempo dedicato alla produzione di questi modelli in scala non è tempo perso: è tempo di apprendimento. Mentre preparano i modelli per la stampa 3D, il Dr. Schwenke e il suo team sono in grado di imparare di più sugli aneurismi dei pazienti. “Questi modelli sono estremamente preziosi per gli studenti di medicina, che possono così capire meglio come il sangue scorre attraverso le arterie che collegano il collo e il cervello”, afferma il Dr. Schwenke. E una volta avviata la stampa, sono liberi di continuare a visitare i pazienti.

Prima che il Dr. Schwenke sviluppasse questo processo, gli studenti di medicina dovevano fare affidamento sulla visualizzazione di questi modelli complessi principalmente nella loro testa o con rappresentazioni 2D. Ora, grazie alla creazione di questi modelli stampati in 3D, gli studenti possono accelerare il loro percorso di apprendimento per diventare chirurghi.

Sebbene le opportunità di apprendimento siano un motivo sufficiente per adottare questo processo, i vantaggi vanno al di là degli studi. Prendiamo ad esempio i costi. Un modello generico di aorta costa in media 20.000 dollari e i modelli specifici per il paziente costano ancora di più. Riflettete: per il costo di un singolo modello generico, potete rifornire un intero laboratorio di stampa per produrre modelli a livello interno.

Grazie a questo nuovo processo, i pazienti vengono visitati più velocemente, gli interventi chirurgici diventano meno rischiosi e i costi si riducono. Ma la cosa più bella è che il Dr. Schwenke e il suo team possono salvare più vite che mai.

Quali sono le prossime mosse del team del Dr. Schwenke? “Speriamo in nuovi materiali che siano più simili al tessuto arterioso, che potremmo abbinare agli interventi di chirurgia robotica”. Sembra che il futuro della stampa 3D in campo medico continuerà a essere radioso.

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