Il “mattone osseo” stampato in 3D per il trattamento delle ferite da bomba in Siria

TRATTAMENTO DELLE FERITE DI BOMBE IN SIRIA CON IL “BRICK BONE” STAMPATO IN 3D

I ricercatori dell’Università di Manchester hanno sviluppato un metodo semplice ed economico per riparare gli arti rotti usando il “mattone osseo” stampato in 3D, in risposta alla necessità di cure mediche urgenti nei campi profughi siriani.

Con migliaia di rifugiati siriani che soffrono di orribili ferite esplosive dopo essere stati colpiti da bombe a botte e altri esplosivi nella loro patria devastata dalla guerra, molti rimangono senza accesso alle cure mediche necessarie a causa del crollo del sistema sanitario. Pertanto, l’unica opzione è spesso l’amputazione.

Un team dell’Università di Manchester, guidato da Paulo Bartolo, professore di cattedra di Advanced Manufacturing, ha sviluppato un “mattone osseo” stampato in 3D temporaneo – composto da polimeri e materiali ceramici – per colmare le lacune lasciate da ferite esplosive. È possibile fare clic sui mattoni per consentire un montaggio adeguato e sono degradabili; successivamente permettendo a nuovi tessuti di crescere intorno a loro. Mentre si dissolve, la struttura sosterrà il carico come un osso normale inducendo la formazione di nuovo osso.

Le bombe a botte hanno causato una notevole quantità di distruzione, miseria e dolore per la Siria e i suoi civili dall’inizio del conflitto. All’inizio del 2018, Amnesty International ha riferito che le bombe a botte avevano ucciso oltre 11.000 civili in Siria dal 2012, ferendone molti di più.

Se uno sopravvive a un’esplosione, i suoi arti rimangono a rischio di subire una grande rottura, di solito frastagliata. Tali lesioni sono una grande sfida da riparare anche nelle migliori condizioni, dove è possibile accedere a un ospedale all’avanguardia completamente attrezzato con chirurgia ortopedica esperta e costose cure post-terapia. Tuttavia, i campi profughi sono la realtà quotidiana per molti siriani e questi campi sono lontani da qualsiasi intervento chirurgico sofisticato, il che significa che le amputazioni sono il risultato più probabile in molti di questi casi.

Ispirato dalla difficile situazione dei rifugiati siriani, Bartolo e il team dell’Università di Manchester hanno inventato un processo accessibile per aiutare quelle persone che necessitano di cure mediche urgenti. Bartolo, cresciuto in Mozambico nell’Africa sud-orientale nel 1968 durante la guerra di indipendenza, spiega che riconosce la sofferenza e il dolore in corso nella guerra civile siriana.

Infografica sui rifugiati siriani in Turchia. Foto via Bartolo.
Infografica sui rifugiati siriani in Turchia. Foto via Paulo Bartolo.
L’idea dei mattoncini in osso stampato in 3D è nata quando Amer Shoaib – un consulente chirurgo ortopedico all’infermeria della Royal Manchester – ha visitato l’Università di Manchester per discutere della sua esperienza nel trattamento di queste ferite nei rifugiati siriani nei campi in Turchia. “Ci ha detto che in Siria gli effetti collaterali delle lesioni da esplosione erano talvolta non trattabili a causa del costante rischio di infezione. Il crollo del sistema sanitario ha anche portato a numerosi trattamenti da parte di persone che, in realtà, non sono specializzate in medicina “, spiega Bartolo.

Bartolo e i suoi colleghi di ricerca Andy Weightman e Glenn Cooper hanno deciso di aiutare e applicare la loro esperienza, con gli interessi accademici di Bartolo incentrati sulla biofabbricazione per l’ingegneria dei tessuti con la stampa 3D. Con le attuali tecniche di innesto che presentano diversi limiti, inclusi i rischi di infezione e ulteriori lesioni, Bartolo e il team hanno dovuto considerare anche altri fattori a causa della natura della situazione in Siria. “Abbiamo dovuto prendere in considerazione […] di rendere le impalcature ancora più convenienti e utilizzabili in ambienti difficili dove è molto difficile gestire le infezioni”, commenta Bartolo.

Il team ha scelto di utilizzare la stampa 3D come soluzione a basso costo per la creazione di mattoni ossei, integrata con una struttura porosa degradabile in cui è possibile iniettare una pasta ceramica antibiotica. Non solo la protesi e la pasta in mattoni ossei prevengono l’infezione, ma incoraggiano anche la rigenerazione ossea e stabiliscono un’unione ossea meccanicamente stabile durante il periodo di guarigione. Avendo assicurato il sostegno del Global Challenges Research Fund, il team ha viaggiato in Turchia per continuare a sviluppare la protesi e per aiutare la comunità di rifugiati siriani laggiù, incontrando accademici, chirurghi e compagnie mediche che hanno avuto a che fare con i rifugiati e le loro ferite in prima persona . Ciò ha garantito la forma e il design dei mattoncini in osso stampati in 3D il più vicino possibile alle esigenze dei medici in prima linea.

Il team sta inoltre sviluppando software per consentire ai medici di selezionare il numero esatto di mattoni ossei con forma, dimensione e informazioni specifiche su come assemblare un particolare difetto osseo. Secondo Bartolo, “la soluzione in mattoni ossei è molto più economica rispetto agli attuali metodi di trattamento. Prevediamo che la nostra soluzione per il risparmio degli arti sarà inferiore a £ 200 per una tipica lesione da frattura di 100 mm. Questo è molto più economico delle soluzioni attuali, che possono costare tra £ 270 e £ 1.000 per un arto artificiale a seconda del tipo necessario. ”

Ora entrando nelle fasi finali del progetto triennale, Bartolo e il team hanno valutato i mattoni ossei mediante simulazione al computer, creato prototipi utilizzando la stampa 3D in laboratorio e condotto test in vitro della caratterizzazione meccanica e biologica dei mattoni. Il prossimo passo sono i test sugli animali per preparare il dispositivo per l’approvazione normativa, prima che il progetto sia pronto per le prove su pazienti umani.

La stampa 3D è stata utilizzata in numerosi modi per aiutare gli indigenti nella guerra civile siriana.

Nel 2018, Syria Relief, un’organizzazione benefica con sede nel Regno Unito che lavora in Siria, ha chiesto al Dipartimento per lo sviluppo internazionale (DFID) del Regno Unito di fornire finanziamenti per protesi 3D per i bambini . I metodi tradizionali di produzione di protesi sono costosi e richiedono molto tempo. Attualmente, l’organizzazione benefica impiega cinque giorni per realizzare una protesi. I medici che lavorano allo sforzo di soccorso ritengono che la necessità di protesi in Siria possa essere soddisfatta con un investimento una tantum in stampanti 3D per realizzare le protesi.

Inoltre, il produttore italiano di stampanti 3D WASP ha anche donato un laboratorio di stampa 3D di arti artificiali all’Università di Damasco in Siria, per aiutare coloro che soffrono nei conflitti.

Al di fuori delle cure mediche, la stampa 3D ha anche svolto un ruolo fondamentale nella conservazione dei principali siti storici che sono stati distrutti in Siria, tra cui l’Arco di trionfo a Palmira, una porta di accesso a un’antica città semitica con eredità siriaca, greca, romana e araba.

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