La produzione additiva continua ad affermarsi come strumento di trasformazione nella pratica medica. La sua capacità di produrre dispositivi personalizzati, riproducibili e a basso costo ha permesso a campi come la neurochirurgia di avanzare verso soluzioni precedentemente inimmaginabili. Uno degli esempi più recenti proviene da un team del Kingston Health Sciences Centre (KHSC) e della Queen’s University in Canada. Lì, i ricercatori clinici hanno sviluppato e brevettato una capsula chirurgica stampata in 3D per biopsie che promette di cambiare il modo in cui viene studiato il glioblastoma, un cancro al cervello altamente aggressivo, al momento senza cura.
Il glioblastoma è particolarmente difficile da studiare perché non è uniforme. Le cellule variano notevolmente da un’area all’altra e un singolo campione raramente rappresenta ciò che sta accadendo nell’intero tessuto malato. Le biopsie tradizionali, prelevate da punti isolati, rivelano solo una piccola parte del problema. La nuova capsula stampata in 3D risolve questo problema consentendo di raccogliere più campioni durante l’intervento chirurgico e di correlarli direttamente con le immagini della risonanza magnetica. Ciò offre ai ricercatori una visione più completa e organizzata di come si comporta il tumore nel suo complesso.
La capsula chirurgica stampata in 3D utilizzata per eseguire biopsie tumorali durante l’intervento chirurgico.
Dal punto di vista dell’ingegneria biomedica, il dispositivo è significativo. È stato progettato con criteri che privilegiano la riproducibilità e l’integrazione nel flusso di lavoro chirurgico standard, in modo che qualsiasi centro possa implementarlo senza hardware specializzato. Le capsule sono prodotte utilizzando stampanti 3D standard e seguono un processo di produzione accessibile, con un costo di soli 30 centesimi per unità.
La capsula consente di raccogliere decine di campioni di tessuto dal tumore durante l’intervento chirurgico e di identificare con precisione da quale parte del cervello proviene ciascun campione. Ciò consente la creazione di mappe altamente dettagliate che mostrano come le cellule variano da una regione all’altra. Con queste informazioni, gli scienziati possono studiare in modo più accurato le differenze genetiche e comportamentali tra i diversi settori del tumore, cosa che in precedenza era molto difficile con le biopsie tradizionali. La neuroscienziata Teresa Purzner spiega: “I tumori del glioblastoma sono incredibilmente complessi e diversificati. Tradizionalmente, i ricercatori si sono limitati a piccoli frammenti di tessuto raccolti in modo alquanto arbitrario, il che è come cercare di studiare un elefante usando solo istantanee dell’unghia del piede, della proboscide o dell’orecchio. Ognuno potrebbe suggerire che stai guardando qualcosa di completamente diverso“.
(Da sinistra a destra) Dottoranda Kaytlin Andrews, Dr. James Purzner, e Dr.ssa. Teresa Purzner sono gli inventori della capsula per biospia.
Grazie alla capsula, è possibile ottenere una comprensione più dettagliata dell’architettura interna del glioblastoma. Ciò consente lo sviluppo di strategie chirurgiche più selettive e una migliore pianificazione della radioterapia mirata. Attualmente, KHSC è l’unico centro al mondo che utilizza questo strumento in interventi chirurgici reali, sebbene l’adozione potrebbe espandersi rapidamente a causa del suo basso costo e della facilità di stampa 3D. Il team sta già lavorando alla creazione di una rete collaborativa con gli ospedali di tutto l’Ontario e sta istituendo una biobanca per raccogliere campioni di pazienti. Ciò potrebbe fornire un database senza precedenti sulla biologia del glioblastoma e migliorare l’identificazione dei modelli.
La capsula è già in uso al Kingston Health Sciences Centre.
Per il campo della stampa 3D, questo esempio illustra come uno strumento “semplice”, progettato con criteri precisi, possa sbloccare progressi ad alto impatto. La produzione additiva non solo consente la produzione di dispositivi su misura per le esigenze specifiche di una procedura, ma democratizza anche l’innovazione rendendola accessibile a centri di ricerca o ospedali con risorse limitate. Puoi saperne di più sull’invenzione della capsula QUI.
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*Crediti di tutte le foto: Kingston Health Sciences Centre