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Una vera e propria rivoluzione è in atto, anche se è ancora poco appariscente agli occhi di molti: la stampa 3D in medicina è ormai una realtà che permettere una migliore gestione a 360 gradi della malattia e del suo impatto sul paziente.
Questa tecnica produttiva ha cambiato radicalmente la prospettiva di come gli ingegneri progettano una produzione: niente più stampi e assemblaggio di pezzi diversi, l’oggetto stampato 3D è realizzato artificialmente in un unico pezzo a partire dal disegno virtuale tramutato in file di stampa, sostiene Marinella Levi, che dirige il +Lab del Politecnico di Milano. “La stampa 3D è il caso più vicino al teletrasporto. La stampa 3D serve a fare qual che serve quando serve”, ha esemplificato.
Lo sterno artificiale è uno dei tanti tipi di protesi ottenibili mediante la tecnologia 3D ed io ho deciso analizzarlo a fondo e da diversi punti di vista in questo blog curato in parallelo ad un corso che sto seguendo al Politecnico di Torino: “Storia delle cose, anatomia e antropologia degli oggetti”.
Questo tipo di protesi, che costituisce un importante esempio di come l'artificiale permetta miglioramenti ed innovazioni in campo medico, è realizzata mediante un processo di stampaggio 3D in Titanio con una tecnologia PoreStar che inserisce all'interno pori in polietilene modificato, per facilitare l'integrazione del tessuto. La tecnologia 3D consente un'elevata personalizzazione e una prototipazione rapida, che può fare una grande differenza per pazienti in lista di attesa. I modelli realizzati sono unici e con dimensioni differenti poiché la progettazione e la stampa avvengono su misura a seconda della corporatura del paziente su cui dev'essere impiantato, in tutti i casi vengono sempre rispettate le dimensioni e la struttura anatomica originaria. Il processo di creazione è stato ben schematizzato con una mappa e approfondito con un video. Lo sterno artificiale ha, inoltre, diverse funzionalità, essendo una parte fondamentale della gabbia toracica, concorre alla protezione di: cuore, polmoni, esofago e vasi sanguigni situati nel torace e svolge una fondamentale azione di supporto per le clavicole e le cartilagini costali.
Esistono diversi articoli di giornali che hanno parlato di protesi sternali dal 2015 ad oggi, tra cui quello de La Stampa.
In tutti questi articoli sono citati la CSIRO e l'Anatomics (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation), la prima è l'agenzia governativa federale per la ricerca scientifica in Australia e la seconda è un'azienda produttrice di dispositivi medici con sede a Melbourne che collabora con professionisti del settore sanitario e aziende di dispositivi medici per fornire prodotti chirurgici di altissima qualità.
É proprio l'industria CSIRO ad aver realizzato tutte le protesi di sterno e cassa toracica, utilizzando un macchinario di stampa 3D chiamato Arcam A1 con sistema EBM. Queste protesi sono state poi inviate in numerosi luoghi in tutto il mondo: Cina, USA, Spagna e Gran Bretagna, dove abili chirurghi ortopedici e cardiotoracici al passo con i tempi hanno voluto scrivere la storia e impiantare questi oggetti unici all'interno dei loro pazienti malati, affetti da tumori o infezioni irreversibili.
Si possono citare come protagonisti di queste operazioni innovative e mai tentate prima il dottor Wang Xiaoping e il professor Cao Tiesheng del Fourth Military Medical University di Xi'an in Cina, il dottor José Aranda del Salamanca University Hospital, il dottor Weill Cornell del NewYork-Presbyterian/Weill Cornell Medical Center e il dottor Ehab Bishay del St. Bartholomew's Medical College.
Gli utilizzatori descritti sono invece i pazienti, che hanno acconsentito ad operazioni rischiose ma rivoluzionarie confidando nella bravura dei medici e del progresso delle tecnologie in campo medico.
Gli utilizzatori descritti sono invece i pazienti, che hanno acconsentito ad operazioni rischiose ma rivoluzionarie confidando nella bravura dei medici e del progresso delle tecnologie in campo medico.
In seguito ad un breve confronto con lo sterno osseo, si è descritta la presenza dello sterno artificiale anche nei fumetti e nel cinema, infatti il supereroe Iron Man possiede al centro del petto un impianto elettromagnetico atomico artificiale che sostituisce cuore, sterno e parte della cassa toracica e che conferisce super energia alle sue armature bioniche, fungendo da "superprotesi".
Questo tipo di protesi compare anche in una nota serie tv: Grey's Anatomy, un medical drama statunitense. Alla procedura e dedicata una puntata intera e sul finale è presente una profonda riflessione sugli incredibili sviluppi delle tecnologie mediche.
Secondo un approccio più scientifico si possono citare le statistiche e i grafici che riguardano lo sterno artificiale, con le statistiche sono stati evidenziati i principali fattori che portano a malattie che comportano la rimozione dello sterno e la sua sostituzione, in particolare il mesiotelioma pleurico, con annessi rischi. Per quanto concerne i grafici, si è analizzato un aerogramma generale che riguarda le percentuali di fallimento di un'impianto osseo artificiale come una protesi sternale.
Al fine di migliorare questo prodotto, numerose tecnologie collaborano tra loro: l'ingegneria biomeccanica, chimica, dei materiali, elettronica, meccanica e le altre scienze come la medicina, la fisiologia, la medicina riabilitativa, ortopedica e la chirurgia.
Sono stati riportati in questo blog anche due brevetti tecnologici particolarmente importanti per le protesi ossee e per la stampa 3D, essi sono descritti con molta cura e attenzione sul sito Google Patents.
Per dare un senso di completezza a questa ampia ricerca si è anche scritto un abbecedario dello sterno artificiale.
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