Il processo di creazione

Ecco il processo utilizzato dalla CSIRO per la produzione dello sterno artificiale.

Video esplicativo riguardante l'operazione svoltasi a New York

A questo LINK si puo trovare un video molto esplicativo riguardo la procedura seguita a New York.

Sterno Artificiale impiantato a New York, prima protesi in tutti gli USA

Il 2 agosto 2017 un team chirurgico Americano ha rimpiazzato lo sterno e parte della cassa toracica di una donna  ventenne di New York, Penelope Heller, usando una stampante 3D e realizzando una protesi in titanio e pori in polietilene modificato.

É stato fondamentale anche in questo caso l' intervento della CSIRO e della Anatomica, che rivestono un ruolo fondamentale per la realizzazione dello sterno artificiale grazie ai loro macchinari all'avanguardia.

Questa operazione costituisce il primo trapianto di ossa con una protesi artificiale in tutti gli USA.

La paziente aveva una rara forma di tumore alle ossa.

Aveva già subito un'operazione nel 2014, quando le era stato rimosso il tumore ed era stato creata una struttura in off-the-shelf Gore-Tex (low-density porous polytetrafluoroethylene, or PTFE) e bone cement (methyl methacrylate, or MMC). 

Il cemento però continuava a provocare dolori e limitazioni nella vita, per cui i chirurghi del NewYork-Presbyterian Medical Center e il professore e chirurgo cardiotoracico del Weill Cornell,  hanno optato per questa nuova soluzione innovativa, dopo numerose ricerche riguardanti i casi precedenti (operazione a Salamanca, Gran Bretagna e Cina). 

Ecco il motivo per cui l'informazione continua riguardo alle procedure mediche é essenziale, sono scoperte continuamente nuove tecniche e nuovi materiali per ridurre dolori e problemi ai pazienti.


“Anatomics is humbled by the strength of the thousands of patients we have helped over 25 years since inventing BioModeling technology,” said Anatomics’ Executive Chairman Paul D’Urso, MBBS (Hons) Ph.D. FRACS. “The patient’s story is one of many, but what makes it truly remarkable is how the patient and her family, Dr. Port and the staff at NewYork-Presbyterian/Weill Cornell, Anatomics, and the FDA came together to make this story a reality. It was a group effort that began with the patient’s pursuit of information.”

Alcuni riferimenti Qui, Qui e Qui.

Video esplicativo

Sostituzione con sterno artificiale risalente al 2017

Anche un uomo britannico chiamato Edward Evans nei primi mesi del 2017 ha subito con successo un intervento di sostituzione dello sterno con una protesi realizzata in laboratorio con la tecnologia della stampa 3D. Edward ha perso l'osso a causa di una grave infezione.

L'impianto in titanio è stato realizzato anche in questo caso dalla CSIRO e dall'Australian Anatomics con la macchina Arcam Model A1 EBM System. 

Articolo completo QUI

Nelle immagini sono raffigurate la protesi utilizzata e il macchinario per la stampa. 

Ecco i motivi per cui viene utilizzato come materiale il titanio e non il cemento:

ALTHOUGH CEMENT IS TRIED AND TESTED WE BELIEVE THAT CUSTOM BUILT 3D PRINTED TITANIUM IMPLANTS MAY HAVE CERTAIN ADVANTAGES WHICH WE ARE LOOKING TO SHOW. TITANIUM IS MORE RESISTANT TO INFECTION, LIGHTWEIGHT, TOUGH, AND SINCE IT EXACTLY REPLICATES THE DEFECT, IT MEANS THAT THE OPERATIVE TIME IS REDUCED AS IT SLOTS IN. IT SHOULD ALSO OFFER A BETTER COSMETIC RESULT.

Parole del chirurgo cardiotoracico Mr Ehab Bishay.

Il Dr. Wang Xiaoping e il suo sterno artificiale.

Altre informazioni riguardo l'operazione avvenuta in Cina dal Dr. Wang Xiaoping (chirurgo cardiotoracico nella prima foto) 
La seconda immagine raffigura invece la lastra del suo impianto artificiale.

Brevetti molto importanti per queste procedure

Ecco due brevetti molto importanti, uno relativo a impianti in titanio, essenziali per le protesi ossee, e l'altro per la stampa 3D di ossa in campo medico.

Tali brevetti sono stati individuati sul sito Google Patents.

Link al sito ufficiale impianti in titanio.
Link al sito ufficiale stampa 3D.

Materiali e forma

Al Salamanca University Hospital é stato realizzato un trapianto di sterno e costole, ancora piu complesso rispetto ai trapianti di sterno gia realizzati precedentemente. L’impianto è stato progettato e realizzato dalla società australiana di dispositivi medici, ‘Anatomics’, che ha utilizzato la funzione di stampa in 3D del CSIRO (Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation di Melbourne). L’ équipe chirurgica, guidata dal dottor José Aranda, del Salamanca University Hospital, ha fin da subito considerato l’intervento molto difficile a causa delle complesse geometrie coinvolte nella cavità toracica. “Abbiamo pensato alla possibilità di creare un nuovo tipo di impianto completamente personalizzato in modo da replicare scrupolosamente le strutture complesse dello sterno e delle costole”, ha detto il dottor Aranda. “Inoltre- ha poi aggiunto – abbiamo voluto fornire un’opzione più sicura per il nostro paziente e migliorare le fasi di recupero nel post-operatorio”. Dopo aver valutato la complessità dei requisiti, l’amministratore delegato della società Anatomics, Andrew Batty, ha sostenuto che la soluzione consisteva in una stampa 3D in titanio per la capacità del materiale di adattarsi ad una complessa geometria e design. Attraverso dati ad alta risoluzione, la squadra di medici ed ingegneri della Anatomics è riuscita a creare una ricostruzione 3D della parete toracica e del tumore, permettendo ai chirurghi di pianificare con precisione margini di resezione. “Da questo, siamo stati in grado di progettare un impianto con un nucleo sternale rigido con barre di titanio semi-flessibili in modo da realizzare costole protesiche unite allo sterno”, ha dichiarato Batty in una intervista.

La stampante in questione funziona dirigendo un fascio di elettroni ad una base di titanio in polvere pronta da sciogliere. Questo processo di costruzione viene ripetuto, strato dopo strato, fino alla completa realizzazione del prodotto. La stampa 3D, anche questa volta, si è dimostrata particolarmente vantaggiosa rispetto ai tradizionali metodi di produzione, in particolare per applicazioni biomediche. Oltre ad essere personalizzabile, consente una prototipazione rapida, che può fare una grande differenza per pazienti in lista di attesa. Una volta realizzata, la protesi, è stata inviata all’University Hospital di Salamanca dove è stata impiantata tempestivamente al paziente. L’operazione è stata un grande successo. “Grazie alla tecnologia di stampa 3D e un modello di resezione unica, siamo ora in grado di creare qualsiasi parte del corpo”, ha infine concluso il dottor Aranda.