Modelli stampati in 3D aiutano i chirurghi nella procedura di ricostruzione del seno

Un team di ricercatori dell’Università del Colorado ha sviluppato una nuova strategia per trasformare le immagini mediche, come le scansioni TC o MRI, in modelli 3D digitali incredibilmente dettagliati, il cui risultato sono modelli anatomici 3D progettati e stampati sul Anschutz Medical Campus dell’università. Questi modelli stanno aiutando i chirurghi del Dipartimento di Chirurgia della CU a eseguire le procedure di ricostruzione del seno in modo più rapido e accurato.

Creati da Nicholas Jacobson, un ricercatore di design presso l’hub di innovazione CU Inworks, i modelli stampati in 3D aiutano specificamente i chirurghi a eseguire una procedura di ricostruzione del seno nota come lembo libero DIEP, in cui la pelle e il grasso dalla parte inferiore della pancia, insieme ai vasi sanguigni, vengono trasferiti a il torace per ricostruire il seno.

“Il lembo libero da DIEP è un tipo di ricostruzione mammaria autologa. Durante la procedura prendiamo il tessuto in eccesso del basso addome basato su specifici vasi sanguigni chiamati perforante epigastrica inferiore profonda”, ha affermato Christodoulos Kaoutzanis, MD, assistente professore di chirurgia plastica e ricostruttiva. “Quel vaso ha rami più piccoli che forniscono sangue alla pelle e al grasso di quella regione. Per ogni paziente, isoliamo i rami più appropriati che forniranno la migliore perfusione al tessuto che intendiamo trasferire al torace”.

Tale decisione viene in genere presa utilizzando una TAC, ma il modello 3D offre ai chirurghi una visione più accurata di come sono disposti i vasi sanguigni e fornisce una risorsa che possono utilizzare sia prima dell’intervento chirurgico che in sala operatoria. Viene creato un modello unico per ogni paziente, in base alla loro imaging.

“Quando hai il modello, non solo ottieni una migliore comprensione, ma non devi nemmeno andare avanti e indietro per la tua scansione e perdere tempo”, ha detto Christodoulos Kaoutzanis. “Puoi solo dare un’occhiata al modello. Volevamo vedere se potevamo ridurre la durata dell’intervento chirurgico – e farlo in modo sicuro ed efficace – utilizzando questo metodo”.

La procedura assistita da modello si è rivelata un successo da quando ha debuttato nel Dipartimento di Chirurgia CU nel dicembre 2021, riducendo il tempo della sala operatoria di 45 minuti e riducendo il rischio chirurgico per i pazienti.

“Avevamo condotto uno studio in cui abbiamo randomizzato i pazienti con lembo libero da DIEP a non sottoporsi a nessuna scansione o a sottoporsi a una scansione TC, e abbiamo dimostrato che la scansione TC ha ridotto il tempo operatorio”, ha affermato David Mathes, MD, capo e professore di plastica e chirurgia ricostruttiva. “Abbiamo ipotizzato che utilizzando questi modelli 3D, potremmo ridurre ulteriormente i tempi operativi consentendo una pianificazione ancora migliore”.

Secondo l’autore dell’articolo, Greg Glasgow, Nicholas Jacobson, specializzato nella creazione di repliche 3D dell’anatomia umana, aveva la sensazione che i modelli 3D avrebbero aiutato con la chirurgia del lembo senza DIEP. Lavorando con i chirurghi dell’Università del Colorado, ha sviluppato 12 diversi modelli prima di arrivare finalmente alla versione più adatta alle loro esigenze. I modelli vengono creati circa una settimana prima dell’intervento e portati ai chirurghi la mattina della procedura in modo che possano familiarizzare con l’anatomia del paziente prima dell’intervento e tracciare il percorso migliore da intraprendere. I pazienti possono persino portare a casa i modelli dopo l’intervento chirurgico, se lo desiderano.

“È quasi come prendere la TAC e portarla in vita quando la portiamo in tre dimensioni”, ha detto Nicholas Jacobson. “All’inizio il nostro team impiegava circa 10 ore per produrre un modello. Abbiamo ridotto un bel po’ quel tempo, quindi ora ci vuole circa la metà di quel tempo. Possiamo farlo in tempi relativamente brevi ora”.

Secondo Nicholas Jacobson, oltre a fungere da preziosa risorsa per i chirurghi durante la procedura, i modelli 3D sono diventati anche un importante strumento di formazione per i borsisti chirurgici, consentendo loro di visualizzare meglio esattamente come funziona l’intervento chirurgico.

“Ho sentito molto dai colleghi che stanno imparando a fare questo intervento chirurgico che affermano che il modello è davvero utile, proprio nella loro comprensione di cosa sta succedendo”, ha detto Nicholas Jacobson. “Dà loro una visione completa. Molti nuovi studenti adesso sono totalmente abituati a poter vedere le cose in 3D; fa parte della loro educazione. Li aiuta davvero”.

Ora che i modelli medici stampati in 3D si sono dimostrati efficaci nella ricostruzione del seno, i chirurghi stanno iniziando a considerare il loro potenziale anche in altri interventi chirurgici, tra cui la chirurgia oculare e la chirurgia “di affermazione del genere”.

“Pensiamo che questa sia solo la punta dell’iceberg di ciò che possiamo fare”, ha concluso Nicholas Jacobson. “Questo è uno studio meraviglioso per dimostrare che c’è un vantaggio. La collaborazione tra un designer e un medico è molto potente. È fantastico dare loro il potere del design per creare gli strumenti di cui hanno bisogno. Sembra che ogni volta che li incontro, parliamo di un’altra strada da percorrere”.