La stampa 3D per la simulazione preoperatoria della chirurgia cardiovascolare complessa

Il mese scorso, i medici nella città di Nanchang, nella Cina orientale, hanno usato per la prima volta la tecnologia di stampa 3D per assistere un complesso intervento chirurgico cardiovascolare. Prima di delineare il loro piano finale, un team di valutazione preoperatoria presso il Secondo ospedale affiliato dell’Università di Nanchang , nella provincia cinese del Jiangxi, si è affidato alla stampa 3D per simulare un intervento di sostituzione transcatetere della valvola aortica (TAVR) su un paziente anziano ad alto rischio con grave stenosi della valvola aortica. Utilizzando la stampa 3D per condurre simulazioni sperimentali in vitro sono stati in grado di valutare i rischi correlati all’intervento chirurgico. L’operazione riuscita li ha portati a riconoscere che la tecnologia di stampa 3D potrebbe aiutare altri medici a progettare soluzioni di trattamento più personalizzate per i loro pazienti.

La stenosi della valvola aortica è una comune cardiopatia clinica con elevata morbilità e mortalità che si verificano quando la valvola aortica del cuore non si apre completamente, impedendo il normale flusso di sangue. Quando compaiono i sintomi, se il trattamento chirurgico non viene eseguito, il tasso di mortalità è molto alto, con tassi di sopravvivenza a un anno e cinque anni rispettivamente al 52% e al 22% . È la cardiopatia valvolare più comune degli anziani e aumenta con l’età. In Cina, la prevalenza di stenosi aortica moderata o grave nei pazienti di età superiore ai 75 anni è superiore al due percento.

Come riportato dal Second Affiliated Hospital , per curare la condizione, i chirurghi di solito eseguono una sostituzione della valvola aortica toracotomica, ma per gli anziani e le persone con altre gravi patologie di base, il rischio chirurgico è molto maggiore del rischio della malattia stessa. Invece, i chirurghi tendono a scegliere un intervento chirurgico sostitutivo della valvola TAVR perché è minimamente invasivo, non richiede circolazione extracorporea e ha un alto tasso di recupero post-operatorio. Tuttavia, molte complicazioni ancora affliggono questa procedura, come la rottura dell’anello, l’ostruzione acuta dell’apertura coronarica e la perdita paravalvolare.

I chirurghi cinesi hanno affermato che durante l’operazione TAVR non possono guardare direttamente l’intera radice aortica, né possono tagliare il cuore per osservare la struttura anatomica interna. Quindi, per prepararsi all’intervento chirurgico, di solito si basano esclusivamente su scansioni tomografiche computerizzate (TC), risonanza magnetica (MRI) e ultrasuoni cardiaci che forniscono loro solo un’immagine bidimensionale del paziente e un campo visivo molto limitato .

Rispetto alla pianificazione tradizionale, la tecnologia di stampa 3D si è rivelata estremamente utile nelle preparazioni pre -chirurgiche, convertendo i dati del piano di immagine bidimensionale del paziente in un modello a grandezza naturale 1: 1 che i chirurghi possono utilizzare per visualizzare e standardizzare una procedura molto complessa. Vi sono prove crescenti che questi modelli stampati in 3D migliorano la sicurezza e l’accuratezza del paziente diminuendo i tempi operativi.

Sotto la guida di Yanqing Wu, direttore del Dipartimento di Medicina cardiovascolare del Secondo ospedale affiliato, un team di valutazione preoperatoria ha deciso di condurre simulazioni sperimentali in vitro per valutare i rischi del paziente durante l’intervento chirurgico prima di determinare la strategia operativa.

Il paziente maschio di 73 anni ha rappresentato una vera sfida per i chirurghi. I suoi medici avevano rilevato un punteggio STS a medio-alto rischio, abbreviazione di punteggio Society of Thoracic Surgery, un modello convalidato di previsione del rischio per la chirurgia a cielo aperto basato sui dati del database STS National Adult Cardiac Surgery Database . Inoltre, le scansioni TC preoperatorie del paziente hanno suggerito una valvola aortica bilobale, una grave calcificazione e un alto rischio di occlusione coronarica. Sulla base di tutte queste considerazioni, un approccio presurgico stampato in 3D era l’ideale.

In effetti, sia la ricostruzione 3D che le immagini reali stampate hanno confermato che le lesioni calcificate stavano peggiorando l’ostruzione al deflusso ventricolare sinistro. Il team ha quindi condotto un esperimento di simulazione in vitro , utilizzando un palloncino da 23 millimetri per la predilatazione e un impianto valvolare TAVR Venus-A da 26 millimetri , proveniente da Venus Medtech (leader cinese in dispositivi medici).

I risultati sperimentali hanno confermato che dopo l’impianto della valvola, l’apertura dell’arteria coronaria sinistra non è stata influenzata in alcun modo. Inoltre, i risultati degli esperimenti di simulazione di chirurgia TAVR in vitro si sono dimostrati abbastanza prevedibili per passare alla chirurgia del paziente. Infine, con la collaborazione di vari team di professionisti, l’operazione TAVR del paziente è stata completata con successo.

L’ ultima serie di studi controllati randomizzati PARTNER 3 ha mostrato che nei pazienti a basso rischio, la TAVR era superiore a un altro trattamento chirurgico convenzionale della stenosi della valvola aortica noto come sostituzione della valvola aortica chirurgica (SAVR) nel ridurre la morte, l’ictus o la riospedalizzazione a un anno. Tuttavia, non tutti i pazienti con stenosi aortica sono a basso rischio, infatti, il paziente trattato nell’ospedale dell’Università di Nanchang è stato considerato ad alto rischio. Inoltre, gli esperti dell’ospedale hanno ritenuto che i pazienti, in generale, dovrebbero sottoporsi a una valutazione più approfondita prima dell’intervento chirurgico per ottenere veramente precisione e medicina personalizzata.

Questo è un approccio molto diverso dai tradizionali modelli di trattamento basati sul know-how unilaterale. In realtà, questo esempio di chirurgia TAVR basata sulla tecnologia di stampa 3D pre-chirurgica ha richiesto un efficace lavoro di squadra in medicina cardiovascolare, esperti di imaging e cardiochirurghi per ottenere risultati di successo.

L’ospedale afferma che gli sforzi congiunti di varie discipline e tecnologie professionali possono aiutare a progettare piani di trattamento altamente personalizzati per diversi pazienti, massimizzando la loro sicurezza. Questo è il motivo per cui il team TAVR del Second Affiliated Hospital prevede di condurre futuri interventi chirurgici TAVR utilizzando la tecnologia di stampa 3D nella provincia dello Jiangxi per ottenere progressi più completi e di qualità superiore.

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