Applicazioni di stampa 3D per la medicina

Il mondo della stampa 3D è molto presente in campo medico, anche se molte persone non ne sono a conoscenza. Si potrebbe dire che il 2011 sia stato l'anno dell'ascesa della stampa 3D in questo settore grazie al caso di Kaiba Gionfriddo. La ragazza Kaiba è nata con una malattia che ha indebolito la trachea a tal punto da farla crollare. Nonostante fosse intubata, la ragazza ha continuato ad avere momenti di arresto respiratorio, cosa che le ha colpito anche il cuore. Ma grazie all'intervento di Green e Hollister, due esperti in ingegneria biomeccanica, che hanno progettato, stampato e collegato un dispositivo biocompatibile alla trachea di Kaiba in modo rapido ed efficiente. Kaiba è stato salvato e la sua vita è migliorata.

Dalla ripercussione di questo evento, il campo della medicina ha iniziato a lavorare, sempre di più, con la stampa 3D ed è attualmente la base di innumerevoli progressi nel settore medico.

Nelle righe seguenti parleremo di campi della medicina in cui la stampa 3D è più presente:

Preoperatorio

La medicina si è evoluta molto e rapidamente, quando si tratta di eseguire alcuni interventi generici, ma ci sono ancora rischi negli interventi in cui il paziente ha un problema che richiede un intervento chirurgico delicato.

Attualmente il problema precedente sta diminuendo grazie al fatto che la maggior parte degli ospedali dispone di qualche tipo di scanner, in grado di trasferire la forma di qualsiasi parte del corpo umano, sia esterna che interna, a un computer e successivamente eseguirla in scala reale su un stampante 3D in un brevissimo periodo di tempo. Avere un modello reale aiuta il chirurgo a rilevare i problemi e programmare l'intervento, aumentando notevolmente i casi di successo in interventi complessi.

Ma il vantaggio di riprodurre parti umane non finisce qui. La realizzazione di parti, come organi che mostrano tumori, aiuta lo studio delle malattie e di come intervenire su di esse, cosa che prima si faceva con parti di animali o persone decedute, con deviazioni significative tra ciò che è reale e i parametri offerti dal metodo convenzionale.

Immagine 1: Cuore tramite stampa 3D. Fonte: modelli cardiaci

Protesi

In questo particolare campo, la stampa 3D FDM con speciali  filamenti antibatterici  filamenti antibatterici ha rivoluzionato la produzione di protesi a basso costo. Molte organizzazioni sono coinvolte in progetti per creare questo tipo di protesi e inviarle in paesi dove c'è un gran numero di amputati a causa di malattie e guerre.

 Immagine 2: protesi a basso costo. Fonte: Autodesk

D'altra parte, altre tecnologie di stampa 3D, come la stampa 3D in metallo (DMLS) vengono utilizzate per realizzare impianti con materiali convenzionali, come il titanio. Questi impianti mostrano la porosità, la resistenza, la complessità e la precisione geometrica necessarie per essere impiantati chirurgicamente in un numero infinito di casi, come le anche ortopediche.

Dentale

Il settore dentale richiede sempre prodotti di precisione e un'elevata finitura superficiale. Per questo motivo i grandi produttori di stampanti 3D in resina hanno sviluppato prodotti specifici per questo settore. In precedenza, venivano utilizzati oggetti e strumenti generici per tutti i pazienti, richiedendo molto tempo per operazioni facili e causando anche qualche danno al paziente. Con la comparsa della stampa 3D, delle stampanti come la Form 2 e delle  resine dentali , questo settore si è evoluto notevolmente. I medici possono ora creare guide personalizzate per ogni paziente con una precisione estremamente elevata. Queste guide e altri strumenti che possono essere stampati vengono utilizzati per posizionare i trattamenti di restauro dentale (viti, impianti, placche, ecc.) senza alcun errore.

Immagine 3: Strumento dentale. Fonte: Formlabs

Tessuti e organi

Si stanno ancora facendo progressi in questo campo e si stanno realizzando le prime storie di successo applicabili alle persone. Nei centri di sviluppo e negli ospedali più avanzati vengono stampati elementi davvero incredibili, come orecchie ricavate da cartilagine umana e particelle di fegato biostampate che funzionano per 40 giorni. È davvero il campo con il maggior potenziale per il futuro, ma attualmente il più lontano.

 Immagine 4: Particelle di fegato biostampate. Fonte: Xconomy

Ci sono altri campi della medicina in cui la stampa 3D è la chiave della sua evoluzione. Uno di questi è il campo farmaceutico, dove Lee Cronin, un chimico senior dell'Università di Glasgow, sta sviluppando una stampante 3D in grado di legare composti chimici a livello molecolare per creare farmaci su misura, con la giusta dose per ogni paziente. Questi medicinali aumenteranno l'efficacia dei trattamenti.

Dopo questa rassegna dei progressi che la stampa 3D ha fornito alla medicina, possiamo affermare che: "La produzione additiva è stata e continuerà ad essere una navetta per l'evoluzione della medicina".