Protesi di spalla con l’aiuto dell’Intelligenza artificiale

Al San Luigi Gonzaga di Orbassano, un team di esperti ha utilizzato tecnologie avanzate come l’intelligenza artificiale e la stampa 3D per realizzare una protesi di spalla personalizzata per una paziente di 70 anni. 

Introduzione alla medicina di precisione e tecnologia

La medicina di precisione sfrutta l’intelligenza artificiale, la stampa in 3D e le più recenti tecnologie a disposizione della chirurgia, in particolare della protesica.

Questi sono gli ingredienti per un’operazione di successo di una protesi di spalla studiata e costruita su misura per una paziente di 70 anni.

Questa paziente era reduce da un precedente impianto che non era andato a buon fine in un’altra struttura e necessitava di revisione chirurgica.

L’intervento è stato condotto la scorsa settimana dalla équipe guidata da Filippo Castoldi, direttore dell’Ortopedia e Traumatologia del San Luigi di Orbassano, professore di Ortopedia dell’Università degli Studi di Torino e past president della Società Italiana di Chirurgia di Spalla e del Gomito.

L'eccellenza dell'ortopedia del San Luigi

L’ortopedia del San Luigi impianta oltre 100 protesi di spalla all’anno, un numero importante fra le aziende ospedaliere piemontesi.

Questa expertise consente alla struttura di essere un punto di riferimento regionale per la chirurgia della spalla e del gomito, anche in ottica di chirurgia di revisione rispetto a casi complicati che arrivano da un iter di cura iniziato altrove.

La complessità del caso

La paziente presentava una situazione patologica determinata da pregressa artrosi e da una protesi impiantata in un altro ospedale un anno e mezzo fa, che aveva ceduto a causa dello scarso spessore osseo del soggetto.

La protesi parziale impiantata poggiava ormai sul torace, provocando un deficit di funzione e forte dolore.

La soluzione personalizzata

Un fattore, lo scarso spessore osseo, a cui l’equipe del San Luigi ha ovviato studiando le caratteristiche specifiche morfologiche e cliniche della paziente.

Questo è stato fatto con l’indagine delle immagini TAC tramite intelligenza artificiale e con l’elaborazione dei dati estratti per un modello in 3D.

Su questo modello è stata costruita una protesi personalizzata custom made in titanio, ottenuta con una metodica particolare da polvere di titanio, che ha consentito di colmare il difetto osseo iniziale e il successo dell’impianto della nuova protesi.

La nuova frontiera della tecnologia ricostruttiva 3D

“La tecnologia ricostruttiva 3D è una nuova frontiera in particolare per l’ortopedia,” spiega Filippo Castoldi, “che trattando un tessuto rigido come l’osso si presta a questo impiego.

Offre risultati particolarmente brillanti in termini di precisione del modello e buona riuscita dell’intervento, anche in casi particolarmente complicati.

Dallo studio TC del segmento scheletrico affetto da patologia si possono riprodurre modelli tridimensionali in resina che permettono di progettare in ogni dettaglio l’area interessata e lo stesso intervento chirurgico.

Si possono pianificare gli step chirurgici, produrre strumenti dedicati che si adattano perfettamente al difetto patologico dell’anatomia del paziente e che guidano il chirurgo a riprodurre con precisione l’intervento pianificato in sala operatoria.

Con lo stesso principio possono essere prodotti impianti protesici customizzati, cioè costruiti apposta per il caso specifico.”

Al Meyer ricostruito il naso a un bambino con stampa 3D

I medici dell’Irccs hanno lavorato a fianco degli ingegneri di T3Ddy per “copiare” il naso del gemello. Gli hanno ricostruito il naso progettandolo con l’ausilio della stampa 3D, “copiando” quello del fratellino gemello per ottenere un risultato quanto più possibile naturale.

Il caso clinico

È la storia di un bambino di 5 anni, operato con successo dal team di chirurghi dell’AOU Meyer Irccs, guidato dal dottor Flavio Facchini, specialista in Chirurgia Plastica e Ricostruttiva.

Nato prematuro alla 28esima settimana di gravidanza, il piccolo era privo della piramide nasale a seguito di una complicanza perinatale: di fatto il suo volto risultava senza nasino, con solo due buchini per respirare.

I genitori si sono rivolti al Meyer per iniziare la ricostruzione il prima possibile, per evitare al bambino la grande sofferenza emotiva e le difficoltà sociali a cui sarebbe andato incontro senza un intervento tempestivo.

Tecnologie utilizzate

Utilizzando le moderne tecnologie di scansione 3D è stato possibile acquisire la geometria del volto del gemello.

La forma del naso è stata utilizzata per progettare e stampare strumenti di ausilio al chirurgo: grazie alla tecnologia 3D sono state stampate delle “sagome” che – proprio come fossero delle dime di taglio – sono servite per prelevare frammenti di cartilagine costale del bambino con altissima precisione, rendendo l’intervento il meno invasivo possibile.

Questi frammenti sono stati assemblati, un po’ come le tessere di un puzzle, per costruire l’impalcatura ossea e cartilaginea della piramide nasale, successivamente ricoperta con lembi cutanei prelevati dalla fronte e dal tessuto mucoso del piccolo.

Maschera trasparente e risultati dell’intervento

Non solo: sempre utilizzando le immagini 3D del volto del fratello, è stata realizzata anche una maschera trasparente sterile in 3D, che durante l’intervento ha consentito di verificare la perfetta corrispondenza delle dimensioni.

Il primo intervento è durato oltre 7 ore, seguito da un secondo di rifinitura: entrambi sono riusciti perfettamente, il piccolo sta bene, è già a casa ed è tornato all’asilo.

Testimonianza della famiglia

Racconta la mamma: “Fin dal primo contatto avuto con il dottor Facchini e il suo team abbiamo avuto la percezione di poterci affidare totalmente al Meyer: abbiamo trovato una disponibilità ed un’umanità incredibili, ci hanno accompagnati all’intervento con incontri periodici, affiancandoci e rispondendo a tutte le nostre domande.

È andato tutto benissimo, questo incontro con il Meyer ha restituito al nostro bambino sicurezza in se stesso e la speranza di una vita normale, come quella del suo gemello: guardandosi adesso dice ‘Ora sono davvero come il mio fratellino e i miei compagni!’”.

Collaborazione e innovazione

Tutto questo è stato possibile grazie alla collaborazione tra i chirurghi del Meyer e T3Ddy (www.t3ddy.org), il laboratorio sostenuto dalla Fondazione Meyer, coordinato dalla professoressa Monica Carfagni per l’Unifi e dall’ing. Kathleen McGreevy per il Meyer, dedicato proprio all’introduzione di tecnologie 3D innovative nella pratica clinica.

In sala, insieme al dottor Facchini, c’era la chirurga pediatrica Alessandra Martin, oltre ad anestesisti e infermieri, questi ultimi formati con un corso ad hoc in preparazione agli interventi di questo tipo.

Preparazione Pre-Operatoria

In fase pre-operatoria, ingegneri e medici hanno lavorato fianco a fianco: partendo dalla scansione 3D, gli ingegneri di T3Ddy, guidati dal prof. Yary Volpe, hanno ottimizzato il design della ricostruzione per adattarlo perfettamente alla conformazione specifica del paziente, identica a quella del gemello.

Eseguendo una replica stampata in 3D del volto, è stato possibile simulare l’intero intervento due volte prima dell’esecuzione reale in sala operatoria.

Fonte:

Prima protesi riassorbibile in 3D impiantata al Meyer

Il team di chirurgia pediatrica dell’IRCCS AOU Meyer ha recentemente condotto quattro riusciti interventi utilizzando protesi stampate in 3D in materiale completamente riassorbibile.

Questa innovativa procedura, ideata dal laboratorio T3Ddy, ha dimostrato di essere efficace nella correzione delle malformazioni della gabbia toracica, noto come “petto escavato”.

Tecnica rivoluzionaria in Europa

I quattro interventi segnano la prima volta in Europa in cui è stata utilizzata una protesi sternale completamente riassorbibile.

Ogni protesi è stata stampata in 3D con polycapro-lattone, lo stesso materiale utilizzato per il filo da sutura riassorbibile.

Questo approccio innovativo ha permesso l’innesto di cellule adipose prelevate dalla coscia dell’adolescente, risultando in una completa incorporazione della protesi nell’organismo.

L’intero processo chirurgico, durato meno di 3 ore per ciascun paziente, ha consentito una rapida ripresa, con i pazienti dimessi entro la seconda giornata post-operatoria e il ritorno alla vita normale entro una settimana.

Collaborazione medico-ingegneristica

Il successo di questa procedura è stato reso possibile grazie alla sinergia tra i chirurghi del Meyer, guidati dal dottor Flavio Facchini, specialista in Chirurgia Plastica e Ricostruttiva, e il laboratorio T3Ddy.

Questo laboratorio, sostenuto dalla Fondazione Meyer, ha coordinato gli sforzi tra medici e ingegneri per introdurre tecnologie 3D innovative nella pratica clinica dell’ospedale.

Durante la fase pre-operatoria, ingegneri e medici hanno collaborato per progettare protesi personalizzate ottimizzando la geometria in base alle specifiche condizioni di ciascun paziente.

Trial unico in Europa e prospettive future

Il Meyer ha implementato questa tecnica sperimentale in un trial che coinvolge quattro casi, parte di un più ampio studio in corso presso il Princess Alexandra Hospital di Brisbane, Australia.

Il Comitato Etico Pediatrico della Regione Toscana ha approvato il trial, che prevede un follow-up di due anni per tutti i pazienti coinvolti.

Il dottor Flavio Facchini sottolinea che questa innovativa tecnica rappresenta un notevole passo avanti nella chirurgia ricostruttiva e apre la strada a ulteriori applicazioni, tra cui interventi meno invasivi per altre patologie della parete toracica, come la sindrome di Poland e i tumori dell’area.