Creazione di guide di taglio su misura per i pazienti con materiali biocompatibili certificati ISO

In tutto il mondo, sempre più ospedali ricorrono alla stampa 3D in-house per migliorare la pianificazione preoperatoria, i tempi di intervento e i risultati per i pazienti. Joakim Lundtoft Lindhardt, del centro per l'innovazione 3D dell'Aarhus University Hospital in Danimarca, è un ingegnere di spicco che implementa la stampa 3D all'interno dell'ospedale. Il suo laboratorio soddisfa esigenze di vario tipo, concentrandosi in particolare sulle guide di taglio su misura per i pazienti allo scopo di migliorare i risultati chirurgici e per i pazienti stessi.

Questo laboratorio contribuisce regolarmente al trattamento dei pazienti. L'anno scorso, l'Aarhus University Hospital ha ricoverato un neonato con una malformazione cranica ed è subito iniziato un processo di supporto per l'operazione altamente specializzata richiesta dal caso. L'équipe ha realizzato le scansioni del cranio e le ha inviate a Lindhardt, che ha analizzato il cranio e ha usato la BioMed Clear Resin per creare guide di taglio per assistere i chirurghi durante l'intervento. La BioMed Clear Resin è un materiale trasparente rigido per applicazioni biocompatibili che richiedono il contatto a lungo termine con la pelle e le membrane mucose, nonché il contatto con le ossa, i tessuti e la dentina. Il materiale è inoltre certificato in base alla norma ISO 18562, che regola le applicazioni mediche in condotti per gas, e attualmente è tra le resine SLA biocompatibili maggiormente approvate sul mercato. Ciò la rende appropriata non soltanto per le guide di taglio, ma anche per tantissime altre applicazioni mediche. Lo scopo originario delle scansioni 3D era la diagnosi, ma l'équipe le può riutilizzare anche per la stampa 3D, riducendo così il numero di scansioni e la conseguente esposizione alle radiazioni.

In riferimento a questo caso, Lindhardt ha dichiarato: "Per come la vedo io, usare la stampa 3D è un vantaggio sia per i pazienti che per il sistema sanitario. Avere una copia esatta del [cranio] del paziente prima dell'intervento ci permette di migliorare la pianificazione e ci aiuta a ottenere risultati prevedibili durante l'intervento".

In questo articolo, scopriremo perché Lindhardt pensa che la stampa 3D in-house sia fondamentale per gli ospedali, come crea dime chirurgiche e quali sono le aspettative future per il suo reparto di stampa.

L'Aarhus University Hospital ha iniziato con un piccolo investimento nella stampa 3D, assumendo Lindhardt per un incarico di un anno. Gli ha chiesto di allestire l'infrastruttura di base per la stampa in-house di guide di taglio, con particolare interesse verso la ricostruzione della mandibola e del cranio. Lindhardt racconta: "Molto presto ci siamo resi conto del grande potenziale di un'unità in-house e del fatto che questa richiedeva conoscenze specifiche che nessun altro possedeva all'interno dell'ospedale. Si è scatenata una reazione a catena per cui altri reparti specializzati o altri chirurghi, dopo aver saputo che avevamo prodotto una parte per un determinato reparto, ci chiedevano a loro volta assistenza. Abbiamo cominciato con la Form 2 di Formlabs, che soddisfaceva tutte le nostre esigenze di stampa in un unico apparecchio. Poi chiaramente abbiamo continuato con le stampanti SLA di [Formlabs], usando le Form 3B per le guide di taglio".

I materiali per uso medico di Formlabs, come le resine BioMed, sono pensati per i professionisti del settore sanitario alla ricerca di materiali adatti all'uso medico per un'ampia gamma di applicazioni in cui le prestazioni e la biocompatibilità sono cruciali. I materiali della nostra famiglia di resine BioMed vengono sviluppati e prodotti in una struttura con certificazione ISO 13485 e sono compatibili con i comuni metodi di disinfezione e sterilizzazione.

Il lancio di ulteriori resine BioMed nel 2022 ha comportato un incremento dell'uso delle stampanti SLA presso l'Aarhus University Hospital, e le certificazioni ISO di biocompatibilità sono state un fattore determinante.  Lindhart ha dichiarato: "Le certificazioni ISO semplificano notevolmente l'implementazione nel nostro sistema di gestione della qualità, perché ci permette di dichiarare con facilità che usiamo questi materiali che soddisfano i requisiti ISO".

Lindhart prosegue: "Nel tempo abbiamo cambiato materiali diverse volte. All'inizio usavamo la LT Clear Resin. Pio siamo passati alla Surgical Guide Resin. Al momento, invece, adoperiamo la BioMed Clear Resin per le nostre guide di taglio, che è il materiale che usiamo più spesso".

Lindhart aggiunge inoltre: "Un aspetto che credo ci contraddistingua è la portata della nostra unità, poiché forniamo i nostri servizi all'intero ospedale. Abbiamo visto che ci sono altre soluzioni di stampa all'interno di un certo reparto, che però non vengono condivise. Noi invece abbiamo ampliato i potenziali casi d'uso e questo ci permette di avere un impatto molto più grande in ospedale".

Uno dei modi più semplici per giustificare l'investimento di un ospedale in un reparto di stampa 3D in-house è sottolineare l'importanza di un'unità al servizio di tutto l'ospedale e con svariate funzioni. La versatilità della stampa 3D si presta bene a un ritorno d'investimento facilmente dimostrabile. Infatti le applicazioni possono variare dalle guide di taglio, ai modelli per la pianificazione preoperatoria, passando per la riparazione di parti rotte o mancanti di macchinari specifici, e molto altro.

"La stampa 3D è fantastica perché permette di creare modelli e strumenti specifici su misura per i pazienti. Abbiamo la possibilità di realizzare le geometrie complesse tipiche del corpo umano", aggiunge Lindhardt.

All'inizio di questo articolo abbiamo citato il caso di un neonato con una malformazione cranica. La stampa 3D con la tecnologia Formlabs ha permesso a Lindhardt e alla sua équipe di comprendere e rispondere meglio alle esigenze specifiche del paziente e così l'intervento è stato un successo assoluto. Questo è solo un altro esempio di come la stampa 3D consente ai professionisti del settore medico di affrontare con sicurezza e risultati positivi casi chirurgici che in passato erano considerati troppo complicati o rischiosi.

Lindhardt ha dichiarato: "[La prevedibilità dei risultati] è senza dubbio uno dei vantaggi della stampa 3D.  Tornando al caso del neonato con malformazione cranica, un altro beneficio dato della visualizzazione con la stampa 3D è stata la possibilità di analizzare gli otto frammenti. Senza la stampa 3D, un chirurgo non avrebbe mai il coraggio di eseguire un intervento a otto frammenti, in quanto non è possibile metterli insieme in modo simmetrico e funzionale. Le [guide di taglio] stampate in 3D consentono un intervento molto più preciso, che porta a risultati migliori per il paziente".

Lindhardt prosegue: "Questo è il vantaggio principale, ma notiamo anche una riduzione dei tempi complessivi di intervento. Quando si spostano tessuti da un punto all'altro del corpo e poi si riconnette il flusso sanguigno, la riduzione del tempo in cui il tessuto rimane privo di sangue migliora la guarigione e il risultato finale. Usando le guide di taglio, il tutto si svolge nell'arco di pochi minuti".

Lindhardt ha assistito a numerosi esempi di casi rischiosi che l'ospedale ha affrontato con sicurezza grazie alla capacità di stampare guide di taglio su misura per i pazienti con la BioMed Clear Resin e ha affermato: "Probabilmente al paziente sarebbe stato comunque proposto un intervento, ma ora partiamo da una posizione di gran lunga migliore. Al momento sto lavorando con un ragazzo di 14 anni il cui braccio ha smesso di crescere a seguito di una frattura. In molti casi non gli sarebbe stato proposto un intervento perché i chirurghi hanno il timore di fare più danni che altro. Ma con le guide su misura per i pazienti stampate in 3D, i chirurghi hanno maggiori probabilità di allineare correttamente le parti".

Johan Blomlof, professore associato e chirurgo cranio-maxillo-facciale specializzato, ha affermato: "Negli ultimi cinque anni, nei casi in cui è stato implementato questo metodo con le [guide stampate in 3D], non è mai stato necessario ripetere un intervento pediatrico". 

Lindhardt e l'équipe dell'Aarhus University Hospital sono ormai un punto di riferimento nell'uso della stampa 3D presso i luoghi di cura allo scopo di apportare innovazione e costanza nelle sale operatorie.

Negli ultimi anni, l'adozione della stampa 3D è aumentata notevolmente negli ospedali di tutto il mondo. Molti di questi, come l'Aarhus University Hospital, iniziano con piccole équipe di una o due persone, per poi estendere la stampa 3D all'intero ospedale, al fine di ridurre le tempistiche di intervento, migliorare i risultati per i pazienti e molto altro. "Cerchiamo costantemente di esplorare e sviluppare le potenzialità della stampa 3D e le relative tecnologie nell'ambito del sistema sanitario", afferma Lindhardt.

Per saperne di più su come la stampa 3D può essere usata per applicazioni mediche e negli ospedali, visita la nostra pagina sul settore medico. Altrimenti, contattaci per parlare con gli specialisti Formlabs del settore medico.