Pediatric Surgeon 3D stampa un dispositivo di test di riparazione della valvola aortica


Le nazioni di tutto il mondo stanno adottando misure per prevenire le malattie cardiache, con consigli e normative per promuovere sane abitudini alimentari, controlli annuali e persino leggi e regolamenti contro il fumo. Ma per alcuni pazienti, non si tratta di un cambiamento nello stile di vita, poiché i disturbi cardiaci fanno parte della loro vita quotidiana. Per i bambini nati con cardiopatia congenita (CHD), un difetto alla nascita nel cuore che può essere la causa di gravi complicazioni di salute in seguito nella vita, i chirurghi pediatrici di tutto il mondo stanno cercando di sensibilizzare su questo difetto alla nascita più comune. Secondo le stime, un bambino su 1.000 nasce con questa condizione ogni anno . Ciò significa 1,3 milioni di nascite di CHD annuali. Di solito comporta un’anomalia nelle pareti del cuore, nelle valvole o nei vasi sanguigni, che varia in effetti da semplici difetti a condizioni potenzialmente letali. In Argentina, il chirurgo pediatrico cardiovascolare Ignacio Berra è alla ricerca di soluzioni per la CHD da tutta la sua vita adulta e l’anno scorso ha progettato e perfezionato un dispositivo di test intraoperatorio per la riparazione della valvola aortica mediante stampa 3D .

Dal 2006, Berra lavora al Garrahan Hospital , a Buenos Aires, ma nel 2015 ha vinto una borsa di studio per allenarsi insieme ad altri ricercatori al Boston Children’s Hospital e alla Harvard’s School of Medicine , dove ha iniziato a lavorare sul dispositivo. La tecnica è stata presentata al simposio aortico tenuto dall’Associazione per la chirurgia toracica(AATS), e dettagliato come i chirurghi pediatrici stanno cercando di testare e visualizzare intraoperatoriamente la valvola nel suo stato diastolico (parte del ciclo cardiaco durante il quale il cuore si riempie di sangue). Il dispositivo di pressurizzazione della valvola aortica consente di ispezionare una valvola aortica rigurgitante in condizioni diastoliche tipiche all’inizio della riparazione per comprendere meglio i meccanismi di rigurgito aortico (AR) e consentire ai chirurghi di effettuare un test postoperatorio sull’efficacia della riparazione e della robustezza di chiusura della valvola. Il gadget è stato stampato su uno Stratasys Objet30 PrimeStampante 3D con una resina biocompatibile super trasparente per consentire l’ispezione visiva ed è descritta da Berra e colleghi ricercatori come un tubo cilindrico in due pezzi con una lunghezza di 26 cm e un canale di lavoro con valvole di ingresso e uscita, nonché una camera di pressurizzazione , che ha due porte laterali. Da un lato lo usano per testare la pressione, grazie a un sensore, mentre l’altro lato può essere utilizzato per introdurre strumenti di misurazione, ad esempio un endoscopio per consentire la visualizzazione della valvola e della radice aortica.

“Uno dei fattori chiave nello sviluppo di questo tipo di innovazione è la riproducibilità. Soprattutto nei paesi in via di sviluppo, come l’Argentina, dove trarremmo vantaggio dalla generazione di questo tipo di dispositivo, a basso costo, per l’uso quotidiano nelle operazioni. I nostri ospedali si occupano esclusivamente di cure, quindi mancano le strutture di ricerca interne che altri hanno in Europa e Nord America. Ciò significa che per continuare a lavorare e migliorare il dispositivo (oltre a generare altri progetti), ho dovuto creare la mia società di stampa 3D, denominata LEW , con una sala operatoria completamente attrezzata per prove precliniche, una Stratasys Objet30 Prime , Stratasys possiede resine, software e ingegneri e designer industriali che ci aiutano a sviluppare le idee “, ha spiegato Berra a 3DPrint.com

Secondo lo specialista, nei bambini, la riparazione chirurgica della valvola è generalmente preferita alla sostituzione della valvola. Tuttavia, la riparazione della valvola aortica è tecnicamente impegnativa ed è attualmente in transizione dall’improvvisazione chirurgica a un’operazione riproducibile e un’opzione per molti pazienti con malattia della valvola aortica. Una grande sfida per i chirurghi durante la riparazione della valvola aortica è quella di valutare intraoperatoriamente la disfunzione della valvola prima della riparazione e di prevedere la competenza della valvola dopo la riparazione. Fino ad ora non sono stati utilizzati test analoghi per la valvola aortica, sebbene il concetto sia stato proposto. Quindi il dispositivo è ideale per i bambini con CHD.

“Il modello è stato originariamente progettato nel computer e quindi stampato in 3D in tre parti e utilizzato presso il Boston Children’s Hospital per testare la valvola di pressione. Ciò significa che, pressurizzando e utilizzando un endoscopio, i chirurghi possono vedere la valvola aortica chiusa durante il periodo intraoperatorio mentre l’aorta viene eseguita e richiede solo un minuto . Per eseguire le prove precliniche ho usato cuori di maiale, ma il metodo è avanzato di più negli Stati Uniti, poiché presto inizieranno uno studio clinico per testare formalmente la sua validità con la FDA. In Argentina, lo stiamo usando solo per testare un modello dell’aorta prima dell’intervento, ma prevediamo di iniziare presto a usarlo nei bambini ”, ha continuato Berra.

La tecnica convalida, durante l’intervento chirurgico, che l’operazione ha avuto successo e garantisce che il bambino sarà in forma per continuare a vivere una vita normale. Berra ha suggerito che “senza il dispositivo di pressurizzazione della valvola aortica è difficile per un chirurgo prevedere intraoperatoriamente la competenza della valvola dopo la riparazione esclusivamente sulla base di ciò che vedono, cioè sapere con certezza che la valvola non cederà, perché se si rompe dopo l’intervento chirurgico, il flusso di sangue turbolento può portare a endocardite, una grave infezione delle valvole. ”Secondo Berra e i ricercatori dietro il dispositivo, questa nuova capacità potrebbe aumentare il tasso di successo della riparazione della valvola aortica, portando a tassi di riparazione più elevati e incoraggiare i chirurghi meno esperti a provarlo.

“Sebbene i chirurghi siano fortemente addestrati, gli interventi chirurgici non sono poi così semplici, ogni caso è diverso, specialmente nei bambini con malattia coronarica. Quando dobbiamo lavorare con pazienti con patologie così complicate, è necessario generare nuove soluzioni con ciò che abbiamo a portata di mano e, sfortunatamente in Argentina, la disponibilità non è nel nostro dizionario. I medici combattono contro un antico sistema burocratico per tradurre un’idea in una realtà con il potenziale per salvare vite umane “, ha rivelato.

L’ambizione di Berra per la ricerca e l’innovazione è un tratto familiare. Suo padre è un veterinario e ricercatore che ha instillato un desiderio di conoscenza. Sia lui che suo padre fanno parte di LEW , così come sua sorella, un immunologo e suo fratello, un ingegnere incaricato di progettare tutti i dispositivi prima che passino attraverso la stampante. Stanno anche lavorando al perfezionamento di un cuore artificiale stampato in 3D che intendono rendere commercialmente disponibile nel paese e che costerà molto meno di quanto costa una versione importata, di solito circa $ 70.000. Con questo e molti altri progetti in corso, la società potrebbe presto diventare una delle poche idee innovative nella regione.

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