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La rivoluzione della stampa 3D in medicina – Protesi d’anca interamente stampata in titanio

By Settembre 22, 2021case study, stampa 3D

I settori d’applicazione della stampa 3D sono diventati tra i più disparati: dalle parti più intricate di un aereo alle repliche quasi perfette del cranio umano. Ma nel 2007, pochi avevano stampato un oggetto che poteva essere impiantato nel corpo di qualcun altro. Cioè, fino a quando un chirurgo italiano di nome Dr. Guido Grappiolo ha trovato un paziente che aveva bisogno di una sostituzione dell’anca. Quando la paziente è venuta da lui per la prima volta un decennio fa, aveva l’artrite avanzata e una coppa dell’anca in titanio che i medici avevano già impiantato con viti.

Grappiolo, della Fondazione Livio Sciutto ONLUS di Savona, in Italia, ha unito le forze con il produttore di impianti ortopedici LimaCorporate e Arcam, un produttore di stampanti 3D che ora fa parte di GE Additive, per quella che sarebbe un’operazione di riferimento. Con il loro aiuto, ha impiantato la prima coppa dell’anca stampata in 3D al mondo, la Delta-TT Cup. Il TT sta per “Trabecular Titanium”, un biomateriale “caratterizzato da una struttura cellulare esagonale regolare, tridimensionale che imita la morfologia ossea trabecolare“, secondo LimaCorporate.

Pochi mesi dopo l’operazione, Grappiolo ha esaminato una TAC della paziente e ha visto che il suo tessuto osseo aveva già iniziato a crescere nelle cellule esagonali stampate in 3D dell’impianto. “Da un punto di vista tecnico, abbiamo subito avuto una buona sensazione di stabilità”, ha detto in una recente video intervista, quando gli è stato chiesto di ricordare come è andato l’intervento.

I risultati sono assolutamente sovrapponibili a quelli delle protesi classiche standard se non addirittura superiori come outcome, cioè come sensazione del paziente, grazie alla maggiore preservazione ossea e migliore rispetto delle parti molli, muscolari, eccetera, che permettono una ripresa più rapida delle funzioni. L’obiettivo del nuovo stelo, infatti, è proprio rispettare l’integrità e favorire il recupero più veloce del paziente, che significa anche minore degenza nelle strutture ospedaliere e minori costi sanitari

“Trabecular Titanium” è un biomateriale “caratterizzato da una struttura cellulare regolare, tridimensionale, esagonale che imita la morfologia ossea trabecolare”, secondo LimaCorporate.

Questa pratica utilizza stampanti 3D per creare una protesi d’anca che funzioni per “ingannare” l’osso ospite del corpo facendogli credere che l’impianto sia parte dell’osso stesso. Questa sostituzione di nuova concezione non dovrebbe solo durare più a lungo, ma anche creare meno problemi a coloro che la ricevono. Contrariamente a quanto si potrebbe presumere inizialmente, il problema con gli impianti passati non è che non sono abbastanza forti, ma piuttosto che sono troppo forti. Il materiale rigido con cui sono stati tradizionalmente costruiti finisce per assorbire la maggior parte dello stress e lascia l’osso senza la stimolazione necessaria per continuare la generazione cellulare. Di conseguenza, l’osso originale inizia a deteriorarsi, causando dolore e alla fine richiedendo ulteriori interventi di sostituzione.

Non sarebbe insolito per qualcuno con un’operazione all’anca tradizionale ottenere la sostituzione del proprio impianto dopo 10-15 anni, afferma Maria Pettersson, specialista del settore ortopedico con Arcam. Comunemente, potrebbero estenderlo a ben oltre 20 anni, dice.

I produttori di impianti ortopedici  possono anche personalizzare il design dell’impianto finale in base alle esigenze del paziente e del chirurgo, mantenendo le stesse caratteristiche della struttura originale, comprese le complesse cellule esagonali a 3 dimensioni sulla superficie.

Questo livello di libertà di progettazione e la capacità di adattare potenzialmente gli impianti alle diverse esigenze del paziente è il motivo per cui la stampa 3D viene sempre più utilizzata anche per impianti dentali, apparecchi acustici, protesi e persino strumenti chirurgici.

Pettersson stima che complessivamente più di 100.000 coppe dell’anca siano state realizzate con stampanti Arcam e impiantate nei pazienti. Ci sono probabilmente centinaia di migliaia di altri che sono stati realizzati in stampanti di altre società.

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