Stampa 3D: una probabile risorsa per la medicina del futuro

Di recente, in Italia è stata scritta una pagina importante della storia della chirurgia ortopedica. Al Policlinico Gemelli di Roma, infatti, un’équipe medica ha praticato un intervento senza precedenti, riuscendo a evitare l’amputazione d’una mano tramite una protesi costruita con la stampa 3D. Benché, allo stato attuale, sia ancora utilizzata in pochi centri ospedalieri – cioè quelli più all’avanguardia –, molti vedono nella stampa 3D un’innovazione di assoluto interesse per la medicina del futuro. Qualcosa che richiede le dovute competenze nell’uso dei software di ricostruzione anatomica e in quello delle apposite stampanti in ambito clinico.

Negli ultimi dieci anni è cresciuta l’attenzione del personale sanitario internazionale verso questa tecnica. E anche se, a livello medico, coesistono due atteggiamenti – uno più entusiasta, l’altro più prudente –, oggi sono molte le strutture ospedaliere che ipotizzano di creare al proprio interno dei laboratori 3D, dove poter analizzare i casi più complessi. Per questo – e alla luce dell’ultimo traguardo raggiunto a Roma –, può esser utile approfondire l’argomento. E soprattutto cercare di comprendere quali prospettive possa aprire, per la medicina del futuro, la stampa 3D.

Il rapporto che lega il settore medico alla stampa 3D

L’espressione stampa 3D indica un tipo di tecnologia con cui si può creare un oggetto materiale partendo da un progetto virtuale a tre dimensioni. In sostanza, tutto inizia da un modello in 3D – realizzato tramite il computer – che viene inviato a uno speciale tipo di stampante. Questa, una volta ricevuto il comando, è in grado di dare una forma fisica al modello, riproducendolo con vari materiali. Tale tecnologia nacque intorno al 1986, grazie all’ingegnere statunitense Chuck Hull.

Sebbene si presti a essere applicata a vari ambiti – da quello artistico fino a quello aeronautico –, la stampa 3D suscitò subito interesse nel settore biomedicale – ossia, quello che gravita attorno alle tecnologie mediche. In esso, infatti, è molto importante poter personalizzare i dispositivi adatti a una cura. La prima disciplina che utilizzò la stampa 3D – o meglio, che la applicò in modo diretto alla pratica clinica – fu l’odontoiatria, nel 1990. In un secondo tempo, si iniziò a studiare le potenzialità di questa tecnica anche in ambito ortopedico, realizzando i primi prototipi di protesi stampate in 3D.

Allo stato attuale – quando si parla di stampa 3D in ambito medico – ancora prevale la produzione di modelli anatomici non impiantabili, realizzati per il training pre-operatorio. Tuttavia, una parte non trascurabile di tale processo è riservata alla creazione di dispositivi compatibili col corpo umano, che hanno già dimostrato la propria efficacia.

La medicina del futuro avanza anche grazie all’Italia

Proprio in Italia sono stati fatti alcuni passi significativi nell’utilizzo medico della stampa 3D. Nel 2007, ad esempio, l’italiano Guido Grappiolo fu il primo chirurgo al mondo a impiantare su un paziente una coppa dell’anca stampata con tale tecnica. In quel caso, fu realizzata una protesi in titanio caratterizzata da una struttura cellulare esagonale, che imitava quella ossea. L’obiettivo – per usare un termine poco tecnico – era quello di “ingannare” l’osso ospite del corpo, facendogli credere che il nuovo impianto fosse parte dell’osso stesso. E i risultati furono sorprendenti.

Nella stessa prospettiva si può considerare l’intervento – senza precedenti – effettuato quest’anno a Roma su una donna trentanovenne, presso il Policlinico Gemelli. Alla paziente – affetta da un raro tumore del polso – è stata salvata dall’amputazione la mano destra, impiantandole una protesi stampata in 3D. A realizzarla su misura, in base alle indicazioni degli ortopedici del policlinico, è stata un’azienda italiana.

È importante sottolineare l’importanza che ha avuto, in questo caso, tale forma di chirurgia personalizzata. Non esistono, infatti, delle protesi “industriali” (cioè già pronte) per una parte del corpo come il polso – come accade invece per l’anca o il ginocchio. Inoltre, l’impiego di una protesi creata su misura ha permesso all’équipe del Gemelli di adattare l’intervento a delle esigenze specifiche, che implicavano una fedele riproduzione delle parti anatomiche. Grazie a ciò, non solo sono state ripristinate delle abilità motorie compromesse in modo grave, ma si è anche compiuto un passo in avanti verso quella che sarà la medicina del futuro.

La stampa 3D nella chirurgia: ulteriori applicazioni e vantaggi

Allo stato attuale sono diverse le discipline cliniche che applicano la stampa 3D. L’odontoiatria e la chirurgia maxillo-facciale sono tuttora quelle che vi ricorrono in modo più attivo. Seguono l’ortopedia, la cardiochirurgia, la chirurgia generale e la neurochirurgia. Bisogna infatti tener presente che una stampante 3D riesce a produrre bene dei modelli rigidi e poco complessi, mentre è senz’altro più difficile stampare delle parti anatomiche che richiedono dei materiali morbidi.

Ciò su cui sembra concordare la letteratura medica, con una certa unanimità, sono i vantaggi di tale tecnologia (come ha dimostrato, lo scorso anno, il primo trapianto di orecchio stampato in 3D). Essa consente in primis di ridurre la durata delle operazioni, nonché i pericoli intra e post-operatori (ad esempio, il sanguinamento del paziente, i tempi anestesiologici ecc.). Inoltre, dato che i chirurghi possono simulare l’intervento prima su un modello, il loro rendimento ne risulta migliorato. Infine, disporre di parti anatomiche in 3D facilita la comunicazione tra medico e paziente, nel momento in cui quest’ultimo deve dare il suo consenso alla cura.

L’obiettivo della stampa 3D è quello di avvicinarsi sempre più alla rigenerazione dei tessuti umani. Basti pensare all’evoluzione rappresentata dal bioprinting, che consente di stampare cellule e materiale extracellulare per intervenire sui tessuti danneggiati. Innovazioni, queste, che aprono già uno spiraglio sulla medicina del futuro, facendocela intravedere.