Nasce il Rizzoli 3DLab: il nuovo laboratorio che crea protesi su misura grazie alla stampa 3D
In Italia anche il settore medicale si sta adattando sempre di più alle tecnologie all’avanguardia che il mercato mette a disposizione. L’impiego della stampa 3D nel campo della medicina, come nel caso della progettazione e creazione di protesi su misura, ha permesso che si velocizzassero e si riducessero i costi di numerose procedure mediche, fornendo delle cure più immediate ed accessibili al paziente.
Con questo obiettivo il 23 maggio 2024 è stato inaugurato all’Irccs Istituto Ortopedico Rizzoli di Bologna il “Rizzoli su Misura – 3DLab”: un innovativo laboratorio all’avanguardia dedicato alla progettazione e alla stampa 3D di protesi e prototipi personalizzati. Il laboratorio nasce a seguito del supporto della Fondazione Rizzoli e da un gruppo di finanziatori privati guidati da Giovanni Domenichini.
Crediti per la foto: Istituto Ortopedico Rizzoli
Il nuovo 3DLab nasce con l’intento di perseguire i tre obiettivi fondamentali della Fondazione Rizzoli. Innanzitutto, si propone di migliorare la qualità dell’assistenza e delle cure fornite ai pazienti. In secondo luogo, si impegna a sostenere la formazione e la ricerca, assicurando che il personale rimanga sempre al passo con le ultime innovazioni del settore. Infine, si dedica alla valorizzazione e alla tutela del patrimonio monumentale e culturale dell’Istituto. Riguardo alla nuova apertura commenta così la presidente della Fondazione Federica Guidi «Per la Fondazione, vedere realizzato in così poco tempo un progetto di questa portata è una soddisfazione davvero grande. Qui possiamo vedere concretamente la sinergia tra scienza, medicina e imprenditoria del territorio e i risultati della ricerca scientifica sui pazienti».
L’impatto della stampa 3D nel settore ortopedico
In questo scenario, la tecnologia di stampa 3D trova due importanti applicazioni in ortopedia. La prima è la creazione di modelli ossei, utilizzati per testare le guide di taglio progettate dai bioingegneri tramite software specializzati. Queste guide svolgono un ruolo cruciale nella correzione precisa delle deformità ossee o nella gestione delle perdite di osso. Durante le operazioni, i chirurghi possono utilizzare placche standard, rendendo la procedura più economica. La seconda applicazione della stampa 3D in ortopedia riguarda la chirurgia oncologica, un ambito caratterizzato da costi generalmente più elevati. In questo caso, la tecnologia permette di realizzare protesi personalizzate, impiantate con l’aiuto di guide su misura. Per la creazione di modelli ossei, il nuovo 3DLab dell’Istituto Rizzoli, dotato di software e stampanti all’avanguardia, soddisfa pienamente le esigenze dei chirurghi. Per la chirurgia oncologica, invece, il laboratorio sviluppa internamente studi e progetti dettagliati grazie alla collaborazione tra bioingegneri e ortopedici, con un’analisi approfondita dei livelli di resezione ossea, utile sia per interventi oncologici sia per la revisione di protesi usurate o mobilizzate.
La realizzazione dell’impianto personalizzato, che deve essere necessariamente prodotto in metallo, prevede che i progetti vengono inizialmente testati su dei modelli plastici stampati in 3D. Dopo queste verifiche, i progetti vengono inviati alle aziende produttrici, che forniranno la protesi su misura seguendo le specifiche fornite dai medici. Questo processo, attualmente molto dispendioso, subirà nel futuro probabilmente un’importante riduzione dei costi.
La collaborazione tra chirurghi e ingegneri
Nel Rizzoli su Misura gli ingegneri dell’Istituto lavorano con i chirurghi specializzati nella progettazione per la stampa in 3D di protesi e dispositivi medici. L’obiettivo è quello di pianificare interventi per la chirurgia correttiva e ricostruttiva su misura. Secondo Roberto Rotini, membro del Consiglio di amministrazione della Fondazione Rizzoli: «Il laboratorio in prospettiva potrebbe essere aperto anche ai chirurghi che lavorano in altre strutture ospedaliere. I colleghi sul territorio nazionale potrebbero accedere al laboratorio per una consulenza, inviando direttamente l’imaging digitale dei loro pazienti e valutando insieme agli ingegneri la fattibilità di protesi custom-made».
Grazie all’inaugurazione di questo laboratorio, i pazienti dell’IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli potranno beneficiare di una riduzione dei tempi chirurgici, con una minore esposizione all’anestesia e una ripresa post-operatoria più rapida. Inoltre, i rischi legati alla sala operatoria saranno significativamente ridotti grazie alla creazione di soluzioni personalizzate, progettate su misura per ciascun paziente. L’impiego della stampa 3D consente infatti di affrontare con efficacia anche i casi complessi, che altrimenti richiederebbero interventi più lunghi e rischiosi, permettendo di ottenere risultati ottimali e sicuri.
Protesi personalizzate stampate in 3D: dal modello digitale alla realizzazione
La fase iniziale del processo prevede la raccolta dei dati del paziente, ottenuti attraverso analisi diagnostiche come la tomografia computerizzata (TC) e la risonanza magnetica. La protesi viene creata su misura tramite dei programmi di calcolo che ricreano la forma digitale dell’oggetto. Questo verrà stampato rispettando le esigenze del paziente in termini di posizione anatomica, confort e funzionalità. Per limitare gli errori procedurali, tramite il modello digitale si possono studiare e prevedere i movimenti che può compiere la protesi prima che venga stampata e quindi indossata dal paziente.
L’Istituto Ortopedico Rizzoli è da tempo all’avanguardia per quanto riguarda la creazione di protesi stampate in 3D, vantando oltre dieci anni di esperienza nella sperimentazione di queste soluzioni innovative, che includo vari tipi di protesi come quelle per bacino, anca e ginocchio. Inoltre, si è specializzato nella produzione di guide di taglio personalizzate, strumenti fondamentali che supportano i chirurghi nell’esecuzione degli interventi chirurgici. Il laboratorio Rizzoli su Misura – 3DLab è interamente dedicato a questo tipo di produzione, raccogliendo e catalogando le casistiche e i dati raccolti nel corso degli anni, con l’obiettivo di costruire un patrimonio di conoscenze per il presente e il futuro.
«Per l’Istituto, poter contare su un centro di progettazione interno significa non solo valorizzare le competenze dei nostri ricercatori e avere a disposizione tecnologie di ultimissima generazione, ma anche poter offrire ai nostri pazienti soluzioni sempre più personalizzate ed efficaci» spiega Anselmo Campagna, il direttore generale del Rizzoli. La tipologia di paziente che si rivolge al Rizzoli ha bisogno di operazioni personalizzate e mirate che soddisfino delle esigenze specifiche legate a delle condizioni di salute gravi e particolari. «In ambito ortopedico, la progettazione custom made di dispositivi impiantabili e ortesici è strategica per questi pazienti, infatti migliora di molto i risultati clinici, riduce i tempi di riabilitazione, riduce i tempi chirurgici, e per il sistema sanitario limita i costi complessivi» ha concluso Campagna.
Un ponte tra avanguardia del passato e del presente
Grazie al lavoro della direttrice scientifica del Rizzoli Milena Fini e il direttore del laboratorio di Analisi del movimento Alberto Leardini, il laboratorio 3DLab è stato collocato in quello che era il vecchio studio fotografico, nato nel 1896 insieme all’ospedale, che rappresentava un’avanguardia diagnostica per gli anni Ottanta. Come a creare un legame tra tecnologia passata e presente, accanto al nuovo laboratorio dotato di stampati 3D di ultima generazione e computer ad altissima efficienza, vivrà il piccolo spazio museale dedicato alla veccia tecnologia fotografica della stampa delle radiografie. Il laboratorio accoglie un team di professionisti esperti in vari settori, come l’analisi delle immagini biomedicali, la modellazione anatomica, la progettazione di dispositivi e la stampa di guide di taglio e prototipi, coprendo tutte le fasi necessarie per lo sviluppo di dispositivi personalizzati. Inoltre, sono previsti spazi dedicati alla formazione e al training del personale, un archivio di casi e materiale storico-didattico, oltre a servizi digitali a distanza per le sedi distaccate dell’Istituto.
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*Crediti per la foto di copertina: Fondazione Istituto Ortopedico Rizzoli.