Aneurisma cerebrale e stampa 3D: ora è possibile!

Spesso è solo per caso che gli aneurismi vengono scoperti in tempo. Come dimostrano i programmi di screening effettuati in vari paesi vale la pena sottoporsi a controlli di routine delle arterie principali. Per evitare un caso di morte a causa dell’aneurisma entro i prossimi 13 anni le autorità sanitarie devono invitare allo screening 216 uomini di età compresa tra i 60 e i 65 anni. Pertanto il costo è di molto inferiore a quello di altri programmi di prevenzione. Alcune società, come quella tedesca, sono però contrarie ad un programma di screening di massa per l’aneurisma cerebrale, dal momento che, per molti pazienti, la sensazione di vivere con una “bomba a orologeria” in testa risulta semplicemente insopportabile. 

Forse non tutti lo sanno, ma ogni persona potrebbe essere vittima di un aneurisma. Gli epidemiologi hanno stabilito che la probabilità di avere aneurismi nei grossi vasi sia del 2,3%. Gli uomini risultano maggiormente colpiti. Quattro pazienti su cinque non sopravvivono alla rottura. Qualora il medico riconosca per tempo l’avanzata dilatazione del vaso è possibile prevenire la rottura tramite l’inserimento di un catetere ed in alcune circostanze anche senza ricorrere ad un operazione a cielo aperto.
Secondo la fonte Wikipedia, l’aneurisma viene definito come “Un disordine cerebro-vascolare in cui la fragilità della parete dell’arteria, o della vena cerebrale, causa una dilatazione o un rigonfiamento localizzati del vaso sanguigno”.
La maggior parte dei tipi di aneurisma sono asintomatici, cioè non causano sintomi evidenti prima dell’effettiva rottura del vaso. Un aneurisma può essere diviso in due grandi categorie:

  •  superficiale: ogni aneurisma evidenziato dalla presenza di una tumefazione “pulsante”;
  •  profondo: ogni aneurisma sito all'interno del corpo (o a livello cerebrale) che non causa sintomi evidenti ma associati ad esso, quali trombosi, ipotensione, ecc.

In entrambi i casi, questi portano verso un inevitabile ictus. Molte persone muoiono o rimangono gravemente disabili a causa di questi disturbi ed è fondamentale che i medici specialisti acquisiscano una profonda conoscenza della fisiopatologia del disturbo, in particolare per quanto riguarda il flusso sanguigno.
Ovviamente è problematico effettuare sperimentazioni dettagliate su soggetti umani, quindi la ricerca si è focalizzata sulle simulazioni. Ed qui che entra in scena Solidscape, azienda produttrice di stampanti 3D industriali di spicco, con le proprie apparecchiature e conoscenze usate per simulare per la prima volta il flusso sanguigno in aneurismi cerebrali. La loro R66 Plus è in grado di stampare modelli 3D in materiale ceroso con una risoluzione fino a 12.7 micron, o 0.0127 mm. Progettata originariamente per il mercato della gioielleria, la R66 viene anche utilizzata per la ricerca in campo medico.
In particolare, l’IPALab (Image Processing Applications Laboratory) dell’Arizona State University ha stampato modelli 3D di alcuni piccoli vasi sanguigni coinvolti in un aneurisma cerebrale: questi sono poi stati usati come stampi per creare gli stessi vasi in modelli trasparenti in poliuretano.

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Con questo metodo è stato quindi possibile studiare la fluidodinamica del flusso che scorre in questi modelli.

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Come si può vedere dall'immagine, in presenza di un aneurisma, la sezione aumenta e la velocità diminuisce secondo la relazione:

v<style="font-size: 11px;">2=v<style="font-size: 11px;">1 S1/S2

Per il teorema di Bernulli, infatti, la pressione aumenta e determina un ulteriore danno a scapito della patologia. Con delle cannule si può misurare la pressione misurando il livello del sangue e conseguentemente conoscere l’aumento di velocità.
Tramite questo studio, accoppiato all'analisi dell’elasticità parietale, è quindi possibile costruire un modello virtuale da far dialogare con sistemi diagnostici strumentali e di simulazione numerica.

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Un’altra opportunità arriva da Aortica Corporation, una start-up privata, sita in Kirkland, che sfrutta la tecnologia 3D per dare una nuova speranza a chi soffre delle forme mortali di aneurisma. In particolare, viene studiato l’Aneurisma dell’Aorta Addominale (AAA), asintomatico, che è caratterizzato da un rigonfiamento dell’aorta che porta alla rottura della stessa causando emorragia con un tasso di mortalità dell’85%. Fino ad oggi la tecnica usata per affrontare questo disturbo è stata l’EVAR (Endovascular Aortic Repair), grazie alla quale è possibile drenare il sangue tramite un catetere abbassando il tasso di mortalità e il tempo di guarigione.
Tuttavia questa tecnica non può essere usata su tutti i pazienti poiché coloro che soffrono di AAA hanno anomalie anatomiche che non permettono l’uso di terapie non invasive.
Aortica cerca di limitare proprio questo gap: grazie all'uso di software e stampa 3D, la nascente start-up si prefissa di personalizzare la terapia in base al paziente. Questo approccio può agire su tre aree chiave:

  •  trattamento di aorta con collo corto e angolato;
  • miglioramento del trapianto, riducendo la migrazione dello stesso;
  •  protezione delle arterie.

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CONCLUSIONI

Occorre tener presente che è ormai un dato di fatto che la razionalità della copertura pubblica di un trattamento sanitario debba ispirarsi, oltre che a criteri di efficacia, anche a principi di ordine economico. Se è pur vero che l’efficacia clinica rimane il criterio principale a cui ispirare le scelte in campo sanitario, è altrettanto vero che, in condizioni di scarsità di risorse, parallelamente alla ricerca di un maggior rigore sul piano dell’efficacia, appare sempre più necessario tenere presente che il miglioramento della salute di una popolazione è anche il frutto di nuovi metodi.
Uno di questi è la ormai famosa stampa 3D che in questo caso, non viene, e non deve essere, usata solo per puro divertimento ma anche per creare modelli anatomici umani che ne permettono la simulazione senza l’uso diretto di persone fisiche. Questi risultano molto utili in medicina poiché permettono lo studio “quasi in vivo” della dinamica di alcuni disturbi consentendo lo sviluppo di nuove soluzioni per prevenirne l’insorgenza.

Cristian Padovano - Open BioMedical Initiative

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4 Commenti

  1. smania2000 smania2000 4 marzo 2015
    • Emanuele Bonanni Emanuele 10 marzo 2015
  2. smania2000 smania2000 19 marzo 2015

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