Le applicazioni della stampa 3D nella lotta al cancro al seno

Essere una donna è il principale fattore di rischio per lo sviluppo del cancro al seno. Sebbene anche gli uomini possano essere colpiti, con circa l’1% dei casi ogni anno, il cancro al seno è rimasto il tumore più comune nelle donne nel 2022. Secondo l’OMS, in media una donna su dodici svilupperà un tumore al seno nel corso della sua vita, con un tasso di mortalità più elevato nei paesi in via di sviluppo rispetto alle regioni industrializzate. Nel 2022, a 2,3 milioni di donne in tutto il mondo è stata diagnosticata la malattia e 670.000 sono morte. Il cancro al seno è caratterizzato da una proliferazione incontrollata di cellule anomale che possono diffondersi se non trattate.

La diagnosi precoce e l’informazione sui trattamenti disponibili sono essenziali per ridurre questi dati. Per questo motivo ottobre è stato designato come il mese della sensibilizzazione del cancro al seno, mentre il 19 ottobre si celebra la giornata mondiale del cancro al seno. In tutto il mondo, in questo periodo si moltiplicano le iniziative di sensibilizzazione, prevenzione e cura. Inoltre, un numero crescente di aziende e istituti di ricerca è impegnato nello sviluppo di nuove tecnologie per migliorare l’assistenza alle donne affette da questo tumore, in particolare utilizzando la stampa 3D. Ecco alcuni esempi attuali di progetti in cui la stampa 3D viene applicata al trattamento del tumore al seno.

Impianti rigenerativi di CollPlant e Stratasys

Molte procedure di ricostruzione del seno spesso si basano su una disponibilità limitata di tessuto umano o animale donato da cadavere. L’innovazione di 3D bioprinting di CollPlant supera questa limitazione, ampliando l’accesso alla ricostruzione del seno per un maggior numero di pazienti. Quest’anno CollPlant ha collaborato con Stratasys per avviare uno studio preclinico sulle protesi mammarie rigenerative. Combinando il sistema Origin di Stratasys con il rhcollagen biotin di CollPlant, queste protesi saranno testate per vedere se sono in grado di rigenerare il tessuto mammario naturale senza causare una reazione immunitaria. CollPlant ha già notato una buona vascolarizzazione e crescita del tessuto connettivo nell’impianto 3D. I risultati di questa collaborazione saranno resi noti nel secondo trimestre del 2025.

Crediti foto: Stratasys

La protesi MATTISSE di Lattice Medical

Lattice Medical, con sede a Lille, ha rafforzato il suo status di leader dell’innovazione dopo sei anni di ricerca, con 12 brevetti al suo attivo. Ha sviluppato MATTISSE, una bioprotesi mammaria che combina stampa 3D, biomateriali avanzati e tecniche di ingegneria tissutale. Questo dispositivo produce il volume e la forma desiderati, ma facilita anche la rigenerazione del tessuto mammario. Realizzato tramite la produzione additiva con biomateriali riassorbibili, MATTISSE favorisce la rigenerazione del tessuto adiposo autologo. Una volta impiantata, la protesi si integra naturalmente nel corpo, consentendo la rigenerazione dei tessuti nell’arco di sei mesi, dopodiché si dissolve completamente senza lasciare residui. Per saperne di più sulle attività di Lattice Medical e sull’uso della stampa 3D nel trattamento del cancro al seno, scopri la nostra intervista esclusiva:

Healshape

Healshape è una startup biomedica specializzata nella ricostruzione e nell’aumento del seno mediante bioprinting. L’azienda mira a “sviluppare soluzioni naturali per la ricostruzione del seno per ogni donna“, rivolgendosi al 40% dei 2,2 milioni di donne a cui è stato diagnosticato un cancro al seno e che necessitano di una mastectomia (2020). Come Lattice Medical, offre una bioprotesi completamente personalizzata, chiamata UR SHAPE, che è una “matrice naturale al 100% composta da materiali di origine biologica [stampabili in 3D] e riassorbibile” grazie all’uso di un inchiostro che facilita la rigenerazione del tessuto di ogni donna. Una volta impiantato, il medico può iniettare le cellule della paziente utilizzando il lipofilling. È quindi necessario un unico intervento. Queste cellule adotteranno poi la forma della bioprotesi e saranno in grado di ricostruire il tessuto mammario. Dopo alcuni mesi di lavoro, la protesi può riassorbirsi da sola, lasciando solo le cellule della paziente, che dovrebbe così essere in grado di recuperare il proprio seno. Nel 2023, l’azienda ha annunciato una partnership con l’Institut de Cancérologie de l’Ouest di Pays de la Loire, in Francia.

La stampa 3D per isolare le cellule tumorali aggressive

Un gruppo di ricerca dell’Università di Girona è riuscito a isolare le cellule che causano il cancro al seno nelle donne. Hanno stampato in 3D minuscole matrici chiamate scaffold, che riproducono i tessuti e le fibre del corpo umano. Utilizzando il software BCN3D Cura e la stampante 3D Sigma del produttore di Barcellona, hanno testato diversi parametri per creare i modelli più ottimali per la ricerca. Hanno realizzato 10 copie di ogni configurazione per vedere quale geometria separasse meglio le cellule staminali che causano le ricadute. Isolando le cellule staminali, i ricercatori potranno studiarle meglio per trovare i biomarcatori responsabili dei tumori e indirizzarli con i farmaci.

Crediti foto: BCN3D

BellaSeno innova con impianti 3D riassorbibili per la ricostruzione del seno

BellaSeno, pioniere tedesco nella stampa 3D di impianti medici, sta sviluppando impianti riassorbibili per la ricostruzione di ossa e tessuti molli, realizzati con la stampa 3D. Al 93° Meeting Annuale di Chirurgia Plastica di quest’anno a San Diego, BellaSeno ha presentato i risultati preliminari del suo studio clinico. I dati hanno dimostrato che le sue impalcature in policaprolattone di grado medico (mPCL) consentono di ottenere una ritenzione del volume del seno doppia rispetto al solo innesto di grasso. Queste impalcature hanno inoltre dimostrato una sicurezza ottimale, senza complicazioni come infezioni o necrosi. In questo studio, 19 pazienti hanno ricevuto le protesi mammarie mPCL riempite con un innesto di grasso autologo al 50% dopo la rimozione delle loro protesi al silicone. Il follow-up, durato da 12 a 24 mesi, non ha rivelato alcuna complicazione importante.

Parallelamente, BellaSeno prevede di aprire un impianto di produzione completamente automatizzato in Australia nel 2025. Questa società, specializzato nella stampa 3D di impianti medici, produrrà fino a 100.000 protesi mammarie personalizzate all’anno, offrendo soluzioni su misura.

Crediti foto: BellaSeno

Le protesi mammarie personalizzate stampate in 3D dall’Università di Limerick

I ricercatori dell’Università di Limerick in Irlanda hanno annunciato quella che ritengono una “prima mondiale”: la creazione di protesi mammarie su misura per le donne sottoposte a mastectomia, utilizzando la scansione e la stampa 3D. Il servizio pilota, frutto della collaborazione tra l’Unità di Innovazione Rapida dell’Università di Limerick (UL), l’Unità di Cura del Seno Sintomatico dell’Ospedale Universitario di Limerick (UHL) e il Centro di Radiologia Oncologica Mid-Western della rete privata Mater, spera di migliorare la qualità della vita delle sopravvissute al cancro al seno. In sostanza, le donne sottoposte a mastectomia completa avranno accesso a protesi completamente personalizzate che saranno prodotte in loco, presso il punto di cura, e si adatteranno perfettamente al seno residuo, indipendentemente dalla sua forma e dimensione. Sebbene i ricercatori non specifichino quale tecnologia di stampa 3D sia stata utilizzata, essi affermano che il trattamento spera di ovviare alla mancanza di un approccio “taglia unica”, che è la norma attuale. Il progetto mira inoltre a fornire soluzioni protesiche su misura in tutta l’Irlanda.

Il team del progetto UL (da sinistra a destra): Emmajude Lyons, ricercatrice di dottorato, Unità di innovazione rapida, Università di Limerick; dott.ssa Lorraine Walsh, consulente oncologa radiologa, Rete privata Mater Limerick; sig. Chwanrow Baban, consulente chirurgo generale e oncoplastico della mammella, Unità mammaria sintomatica, Ospedale universitario di Limerick; e dott. Kevin J O’Sullivan, ricercatore principale, Unità di innovazione rapida (crediti fotografici: Università di Limerick).

Un impianto stampato in 4D che si adatta al corpo e rilascia farmaci

Un gruppo di ricercatori della Queen’s University di Belfast (QUB) ha creato impianti stampati in 4D utilizzando Tinkercad e la biostampante 3D Cellink Bio X. Questi impianti personalizzati sono stati realizzati con materiali intelligenti in grado di modificarne la forma e le caratteristiche. Grazie a questa tecnologia, gli impianti possono essere programmati, controllati da stimoli esterni come la temperatura o l’umidità, per migliorare il loro adattamento a ciascun paziente. I vantaggi dell’uso della stampa 4D negli impianti non sono solo estetici, ma sono anche in grado di rilasciare gradualmente farmaci in punti molto precisi. Questo tipo di farmaco chemioterapico (doxorubicina o DOX) aiuta i pazienti a prevenire il ritorno delle cellule tumorali.

Crediti foto: QUB

Un dispositivo a ultrasuoni stampato in 3D per combattere il cancro al seno

Un team di ricercatori del MIT ha creato un dispositivo stampato in 3D che promette di aiutare nella lotta contro il cancro al seno. Il dispositivo a ultrasuoni mira a consentire la diagnosi precoce del cancro al seno. I tumori di intervallo sono fonte di preoccupazione sia per i medici che per le pazienti. Si tratta di tumori che si sviluppano rapidamente tra una mammografia e l’altra e sono più aggressivi di quelli rilevati di routine. Canan Dagdeviren, autore principale dello studio, spiega che il suo obiettivo era quello di progettare un dispositivo che consentisse uno screening più frequente dei soggetti ad alto rischio. Il “cUSBr-Patch”, un cerotto stampato in 3D con aperture, consente una scansione approfondita e fornisce un’immagine del seno da diverse angolazioni. Il dispositivo è stato creato con una stampante 3D Prusa i3 MK3S+ in TPU e PLA, viene applicato al reggiseno e aiuta a combattere questi tumori dell’intervallo.

Crediti foto: MIT

Le coppe per reggiseno stampate in 3D di ONEBra

ONEBra è una giovane azienda italiana che ha ideato una soluzione per le donne che hanno dovuto subire una mastectomia in seguito ad un cancro al seno. Spesso, infatti, l’asimmetria dei seni che deriva da questo intervento causa ulteriori difficoltà psicologiche alle pazienti. ONEBra ha quindi ideato delle coppe personalizzate per reggiseno stampabili in 3D, che si adattano alla fisiologia della donna. Tramite una scannerizzazione fatta a casa propria la cliente può scannerizzare il suo corpo e inviare le immagini all’azienda che si occupa di stampare in 3D le coppe personalizzate per reggiseno e di spedirle a casa dell’assistita. Grazie all’uso della produzione additiva, il prodotto viene spedito in breve tempo e nel completo rispetto la privacy della persona.

Le coppe stampate in 3D ONEBra sono realizzate con la tecnologia HP MJF in TPU. (Crediti: ONEBra)

ReConstruct porta la ricostruzione naturale del seno a un livello superiore

ReConstruct Bio, è un’azienda nata dal Wyss Institute dell’Università di Harvard. Utilizzando la tecnologia di 3D bioprinting SWIFT ideata dal Wyss Institute, ReConstruct Bio si occupa principalmente di ricostruzione e aumento del seno per donne che hanno subito una mastectomia. Il team ha sviluppato il BioImplant, un tessuto bioingegnerizzato creato dalle cellule delle pazienti stesse. Questo tessuto stampati con la tecnica SWIFT è vascolarizzato per garantire l’immediata integrazione con la rete sanguigna della paziente. Inoltre, utilizzando le cellule della paziente, riduce al minimo il rigetto e altre complicazioni. Questa tecnica, secondo l’azienda, produce risultati migliori rispetto agli impianti mammari sintetici e può essere utilizzata per la ricostruzione e l’aumento del seno, oltre che per altre procedure ricostruttive o cosmetiche.

Un’immagine microscopica dei canali vascolari all’interno del tessuto adiposo che è stato biostampato e perfuso in vitro per una durata di quattro giorni. Crediti: Wyss Institute – Università di Harvard

Impianti biologici stampati da Cellbricks

Molte donne che si sottopongono a un intervento chirurgico per il trattamento del tumore al seno scelgono di optare per una protesi dopo l’operazione. Tradizionalmente, queste protesi sono realizzate in silicone, ma comportano un rischio di essere incapsulate dall’organismo e di dover essere rimosse dopo un certo tempo. Per offrire un’alternativa agli impianti in silicone, la start-up Cellbricks sta sviluppando impianti realizzati con tessuti umani. Grazie alla sua esclusiva tecnologia di bioproduzione, Cellbricks è in grado di stampare impianti da cellule umane, alcune delle quali provenienti direttamente dai pazienti. Il successo di questo approccio si basa sull’uso di un inchiostro biologico, di un processo di bioprinting stereolitografico multimateriale e di software e tecnologie all’avanguardia.

Crediti foto: Cellbricks

Mini tumori stampati in 3D per migliorare la lotta contro il cancro

L’Università dell’East Anglia e il suo approccio alla ricostruzione del seno

Una recente ricerca dell’Università dell’East Anglia (UEA) sta studiando l’uso della stampa 3D per migliorare le operazioni di ricostruzione del seno per le paziente. Il progetto mira a creare stampi su misura utilizzando scansioni 3D del seno della paziente prima dell’intervento chirurgico. Questo rende più facile la misurazione del tessuto e l’ottimizzazione della forma e del volume durante la ricostruzione, migliorando così la qualità e la velocità dell’operazione. Un altro aspetto di questa ricerca prevede l’utilizzo dei dati della risonanza magnetica per progettare impianti personalizzati stampati da polimeri biodegradabili. Questi impianti verrebbero utilizzati per la chirurgia conservativa del seno, che prevede la rimozione del tumore preservando il più possibile il tessuto e la forma del seno. L’impianto 3D verrebbe poi inserito nel corpo e si degraderebbe gradualmente dopo essere stato iniettato con il grasso della paziente.

Crediti foto: University of East Anglia

Ricoh e SimBioSys combinano AI e stampa 3D per trattare il cancro al seno

Ricoh USA, attraverso Ricoh 3D for Healthcare, produttore leader di dispositivi medici personalizzati, ha firmato un accordo con SimBioSys, un’azienda tecnica specializzata in AI e modellazione computerizzata, per esplorare nuove tecnologie nel trattamento del cancro al seno. La collaborazione si concentra sulla valutazione del potenziale dell’intelligenza artificiale combinata con la stampa 3D avanzata per migliorare le esperienze chirurgiche e personalizzare le cure per le pazienti affette. Alla conferenza dell’American Society of Breast Surgeons nell’aprile 2024, Ricoh e SimBioSys hanno presentato le prime scoperte, svelando modelli innovativi di cancro al seno. Sebbene i dettagli sulle tecnologie utilizzate rimangano riservati, la collaborazione promette di fornire soluzioni innovative per il trattamento e la gestione del cancro al seno.

Crediti foto: SimBioSys

ZULE

ESPOL (Escuela Superior Politécnica del Litoral) in Ecuador ha lanciato ZULE, un progetto che utilizza la stampa 3D per creare protesi mammarie esterne personalizzate. Questa tecnologia permette di progettare protesi che si adattano perfettamente all’anatomia di ogni paziente, garantendo un aspetto naturale. Il team, guidato dal professor Gabriel Helguero, ha sviluppato un processo che combina scansione e modellazione 3D, consentendo a ogni protesi di adattarsi alle dimensioni della paziente, ma anche alla cicatrice. Durante la presentazione di questo progetto è stata sottolineata l’importanza della diagnosi precoce del cancro al seno. Anche il rettore dell’ESPOL Cecilia Paredes ha sottolineato come questa ricerca, guidata dalla tecnologia di produzione additiva, possa trasformare le vite e contribuire al benessere dei pazienti.

Crediti foto: ESPOL / Escuela Superior Politécnica del Litoral

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