Utilizzo della stampa 3D nel settore medico: facciamo il punto.

1. Applicazioni Mediche Avanzate:

La stampa 3D in ambito biomedicale ha consentito la personalizzazione delle protesi e degli organi mediante l’integrazione di tecniche di imaging 3D. Questo approccio innovativo ha rivoluzionato la tradizionale produzione di protesi, in quanto consente di digitalizzare il paziente utilizzando tecnologie come la tomografia computerizzata (TAC) e successivamente modellare al computer una protesi o un organo su misura. Questa metodologia ha portato a una significativa riduzione dei costi e dei tempi di produzione, eliminando la necessità di stampi e lavorazioni meccaniche costose.

Un esempio eclatante di questo progresso è stato il trapianto di cranio stampato in 3D effettuato ad Utrecht. La realizzazione della calotta cranica mediante una stampante 3D ha dimostrato la fattibilità di utilizzare questa tecnologia per la creazione di parti anatomiche complesse.

2. Primi Successi Clinici:

Alcuni pionieri hanno già sfruttato le stampanti 3D in ambito medico, portando a successi clinici significativi. Il caso del trapianto di mezzo bacino per un paziente affetto da tumore evidenzia come la stampa 3D possa essere impiegata per creare protesi complesse personalizzate, utilizzando materiali come la polvere di titanio.

La realizzazione di un esoscheletro controllato mentalmente per un giovane paraplegico, dove il casco cruciale è stato stampato in 3D, sottolinea come questa tecnologia possa migliorare la qualità della vita dei pazienti, consentendo loro di compiere gesti significativi.

3. Supporto alle Procedure Chirurgiche:

La stampa 3D offre supporto cruciale alle procedure chirurgiche, consentendo la ricostruzione in 3D di organi e tessuti. Questo è stato particolarmente evidente nel caso di un bambino con un cuore malformato, dove il team chirurgico ha utilizzato la stampa 3D per pianificare e condurre un intervento precedentemente impensabile. Questo approccio innovativo ha permesso ai medici di visualizzare in dettaglio l’anatomia del cuore del paziente, facilitando l’operazione.

4. Soluzioni per Osteoartrite:

La stampa 3D ha introdotto soluzioni avanzate per problemi come l’osteoartrite, consentendo la sostituzione di parti colpite con cartilagine derivata dalle cellule staminali. Questa tecnologia ha dimostrato di essere particolarmente promettente nel campo della chirurgia ortopedica, offrendo opzioni di trattamento personalizzate.

Un caso emblematico è rappresentato da un intervento di ricostruzione pelvica in Cina, dove una protesi in titanio stampata in 3D è stata utilizzata per sostituire il tessuto osseo colpito da metastasi ossee in una paziente sessantaduenne.

5. Esempi di Ricostruzione Facciale:

La stampa 3D è stata impiegata con successo nella ricostruzione facciale di individui colpiti da gravi incidenti. La capacità di ricostruire dettagliatamente la faccia di un ragazzo basandosi su fotografie precedenti all’incidente rappresenta un notevole avanzamento nella chirurgia plastica e ricostruttiva.

Il caso della bambina di due anni con una malformazione cardiaca congenita ha dimostrato come la stampa 3D possa essere utilizzata per creare modelli precisi degli organi, facilitando la pianificazione e l’esecuzione di interventi chirurgici complessi.

6. Prospettive Futuristiche:

L’utilizzo delle stampanti 3D per la riproduzione degli organi umani prima di interventi chirurgici potrebbe rivoluzionare il modo in cui vengono affrontati i casi medici complessi. Aziende come Organovo stanno esplorando la possibilità di stampare in 3D materiali organici per la creazione di sistemi viventi. Questa prospettiva potrebbe portare alla produzione di organi artificiali totalmente funzionali in futuro.

7. Stampanti 3D e Biomedicina:

Le stampanti 3D, macchine che creano oggetti depositando progressivamente e sovrapponendo strati di materiale, offrono vantaggi significativi nel campo biomedicale. La velocità, l’affidabilità e la capacità di stampare parti con diverse proprietà fisiche e meccaniche in un unico processo di costruzione rendono queste macchine preziose strumenti in ambito medico.

8. Tecnologie di Stampa 3D:

Esistono diverse tecnologie per la stampa 3D, ciascuna con i propri vantaggi e svantaggi. La stampa ad estrusione di materiale, Digital Light Processing (DLP), Fused Deposition Modeling (FDM), e micro fabbricazione 3D sono solo alcune delle metodologie disponibili. La scelta della tecnologia dipende dalle esigenze specifiche dell’applicazione.

9. Software di Modellazione 3D:

La creazione di modelli 3D è essenziale per la stampa 3D, e questo processo può essere svolto con software di modellazione 3D come Blender, AutoCAD e OpenSCAD. Successivamente, i modelli digitali vengono elaborati tramite software di slicing come CURA, Slic3R e Repetier host, che consentono di impostare parametri critici come lo spessore del layer e la velocità di stampa.

10. Prototipazione Rapida:

La prototipazione rapida è un processo chiave in cui i modelli 3D vengono trasformati in prototipi fisici strato dopo strato. Questa tecnica consente una realizzazione rapida e economica di prototipi tridimensionali, fondamentale per lo sviluppo di dispositivi medici innovativi. La fase di post-trattamento manuale è spesso necessaria per garantire la qualità e l’accuratezza del prototipo finale.

11. Problemi e Ottimizzazioni:

La prototipazione rapida non è priva di sfide, e alcuni problemi possono influenzare il risultato finale. Errori nella generazione del file.

12. Alcuni esempi di stampanti commerciali

Ci sono già aziende che sono cimentate nella realizzazione di stampanti 3d ad uso biomedicale. Un esempio di un prodotto ad un buon rapporto qualità prezzo per utilizzo odontoiatrico è la Form 3B+ : una stampante affidabile e compatta.