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.
Con questo metodo è stato quindi possibile studiare la fluidodinamica del flusso che scorre in questi modelli.
Come si può vedere dall'immagine, in presenza di un aneurisma, la sezione aumenta e la velocità diminuisce secondo la relazione:
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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.
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.
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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Scusate se mi permetto, ma questo articolo da un punto di visa medico è a dir poco osceno. Si usa la parola catetere al posto di stent quasi fossero sinonimi (sono due cose totalmente diverse), si mescolano gli aneurismi aortici e cerebrali che in realtà hanno eziopatogenesi, evoluzione e trattamento completamente differenti. Inoltre l’EVAR non drena proprio nulla, ma viene utilizzato per escludere la sacca aneurismatica. Poi scrivete “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”, e allora secondo voi quando si usa? Probabilmente questa frase nasce da un’errata interpretazione di qualche testo, diciamo che ci sono casi in cui ad esempio lo spazio presente fra l’arteria renale più bassa e l’origine della sacca aneurismatica è inferiore ai 10mm (giusto per fare un esempio di limite tecnico), ma non è certo vero che tutti i pazienti rientrano in questo caso, anzi, sono una piccola sfortunata minoranza. Poi i tre punti chiavi di questa startup sarebbero:
1) trattamento di aorta con collo corto e angolato;
2) miglioramento del trapianto, riducendo la migrazione dello stesso;
3) protezione delle arterie.
L’aorta non ha un collo, semmai è il colletto dell’aneurisma. Poi cosa significa miglioramento del trapianto? Non c’è nessun trapianto, è un innesto di uno stent-graft autoespandibile per via femorale; in medicina come in elettronica le parole hanno un significato, non si possono usare a caso. Il punto tre è incomprensibile, cosa significa “protezione delle arterie” ? Per ultimo, o forse per primo, io non ho mica capito cosa fà questa startup: pensa di stampare in 3D la maglia normalmente ottenuta da un cilindro in nitinol e tagliata al laser, magari sulla base di ricostruzioni estrapolate dai DICOM della TC preoperatoria? é in grado di ottenere gli stessi valori di espansione dopo l’apertura e di ottenere la medesima compressione pre-espansione? Il materiale è in grado di “sopportare” il processo di sterilizzazione senza degradarsi? Non ci sono problematiche di rigetto? che effetto produce il materiale sulla re-endotelizzazione? Insomma, mi pare siano più le domande che le risposte per cui spero in una correzzione di questo articolo, la cui base sarebbe sicuramente interessante.
Salve Smania2000,
ti ringrazio della segnalazione e delle integrazioni fatte sotto il punto di vista medico.
Forse però l’autore con questo articolo voleva solo evidenziare le potenzialità delle stampanti 3D e le possibilità offerte nel campo della medicina, in particolare nel campo degli aneurismi….. anche io mi rendo conto che non sto usando un linguaggio medico 🙂
Comunque sono sicuro ti risponderà direttamente lui.
Salve smania2000,
La ringrazio innanzitutto degli approfondimenti.
La persona che le risponde è l’autore, un BIOTECNOLOGO.
Come detto da Emanuele, con questo articolo si voleva solo fare una panoramica delle applicazioni della stampa 3D, un po’ come viene fatto in tutti gli altri articoli pubblicati. Vengono affrontati due tipi di aneurisma poiché l’articolo è stato scritto prendendo spunto da diverse fonti e diversi argomenti; inoltre per me, non essendo un medico e non conoscendo tutti i termini precisi, mi risulta difficile trovare le parole adatte da usare (non conoscevo il termine “stent”, che si usasse al posto di “catetere” e relativa differenza), nonostante abbia totalmente ragione essendo anch’io in questo ramo e sapendo quello che lei vuole far capire.
Andando oltre questo aspetto che è puramente una mia limitazione data dalle diverse conoscenze che ho, la frase che segnala è data effettivamente da un errore: si intendeva fare riferimento appunto a quelle poche persone sfortunate che, seppur rare, vanno comunque considerate.
L’obiettivo della start-up in questione è quello di usare le immagini diagnostiche per creare “cure su misura” per ogni caso, usando appunto la stampa 3D; per cui, rispondendo ad alcune sue domande (quelle a cui ne sono in grado), il materiale non ha problemi di rigetto, di re-endotelizzazione o nel trattamento di sterilizzazione poiché vengono usati biopolimeri creati appositamente per essere riassorbiti (un esempio famosissimo è quello della realizzazione di uno scaffold stampato in 3D per un bambino affetto da malformazione alla trachea: si dava un aiuto alle cellule affinché potessero terminare lo sviluppo della trachea, scaffold che poi veniva riassorbito nel tempo senza complicazioni) e inoltre sono studiati per resistere a cicli di sterilizzazione essendo appunto dispositivi medici.
Detto ciò, la ringrazio nuovamente per le segnalazioni poiché sono fonte di crescita intellettuale e di critica costruttiva.
Ciao, grazie delle risposte….è un campo che come si sarà capito conosco bene anche se non me ne occupo direttamente da diversi anni, ed è molto interessante leggere di potenziali innovazioni in questo settore; spero che il mio commento non sia stato interpretato in maniera offensiva, ma ci tenevo a fare alcune puntualizzazioni. Se poi vi servono altre informazioni sono a disposizione.