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In recent years, Rapid Prototyping has had great feedback in the medical field, not only for medical equipment, but also for implantology and dental or three-dimensional reconstruction of skeletal structures.

Thanks to the three-dimensional printing is possible to realize anatomical models of skeletal structures of the skull and of the entire human body in 1: 1 scale.

The 3D models of the skull are used in maxillofacial surgery. The three-dimensional reconstruction of skeletal structures may also serve for the analysis and treatment of:

• trauma
• reconstructive surgery
• plastic surgery
• dental surgery

Starting from the two-dimensional digital diagnostic, through subsequent processing and making use of rapid prototyping technologies are obtained physical models that reproduce any kind of geometry and that serve as a  instrumental guide for different types of intervention or study.

The prototype resulting from 3D printing reproduces faithfully and in great detail the anatomy of organs and skeletal structures, allowing you to quickly get the best information on the clinical case under consideration and to better plan the surgery or any other type of application / study.

Dental laboratories worldwide use rapid prototyping, and in particular the Objet 3D printer Polyjet, for making models with a high level of precision directly from digital files acquired orally.

Non solo progetti legati all’automotive. Anche questo aspetto esprime il nostro DNA in grado di mettere a servizio la nostra professionalità per i più disparati settori riuscendo sempre a fare tesoro delle conoscenze acquisite dai progetti precedenti.

Ecco quindi come abbiamo realizzato un polmone affetto da malformazione congenita utilizzato da un gruppo di chirurghi italiani del Policlinico di Milano per studiare l'anatomia del polmone e della malformazione e definire la strategia operatoria più adeguata. Questo approccio innovativo è stato presentato in occasione del congresso nazionale della Società Sudafricana di Chirurgia Pediatrica (SAAPS) tenutosi a Durban (Repubblica Sudafricana) lo scorso settembre.

Il polmone è stato realizzato con 3 obiettivi principali:

1. studiare l'anatomia del polmone e della malformazione per definire la strategia operatoria più adeguata

2. aiutare i medici in formazione a conoscere e "toccare con mano" l'anatomia dell'organo

3. come strumento per far comprendere meglio ai genitori il tipo di intervento che avrebbe subito il figlio nei suoi primi giorni di vita.

Per realizzare un modello di questo tipo si parte sempre dalla modellazione tridimensionale. In particolare le scansioni vengono elaborate, tramite l’utilizzo di particolari software e successivamente vengono selezionate le parti anatomiche di interesse per ogni scansione 2D della diagnostica digitale (TAC). Le immagini 2D vengono poi connesse, ottenendo il modello tridimensionale virtuale. Il modello virtuale così ottenuto viene pulito dalle strutture che non servono ai fini della simulazione chirurgica ottenendo così un file .stl.

Stampa 3D

Il file .stl viene inviato alla stampante 3D Objet Polyjet, che deposita e immediatamente polimerizza a raggi UV minuscole gocce di fotopolimeri liquidi. Strati sottili vengono accumulati uno sopra l’altro sul vassoio creando il modello 3D. Il prototipo viene pulito dal materiale di supporto e il modello 3D del polmone, così stampato, rappresenterà una replica fedele e aderente nei minimi particolari all'anatomia dell’organo.

Simulazione pre-chirurgica

Il modello viene inviato al team di chirurghi pediatri che lo studiano prima di intervenire chirurgicamente.

E’ proprio vero che quando si parla di tecnologia e manifattura si pensa a settori come quello industriale, ma vogliamo parlare di come ad esempio le tecnologie di stampa 3D stanno segnando una svolta nel settore medicale?
 

Oggi in un arco temporale molto breve è possibile realizzare un cuore tramite l’utilizzo di stampanti 3D di ultima generazione ed utilizzarlo per prove pre-chirurgiche. Ci immaginiamo quanto questa procedura possa abbassare il rischio di errore in fase operatoria? La stampa 3D supporta la cardiochirurgia 

La riproduzione fedele di un organo umano partendo da una tac è molto complessa soprattutto se la definizione delle immagini non è troppo elevata, ma grazie a sofisticati software oggi anche questo limite è superabile.

In Skorpion Engineering abbiamo collaborato anche con un gruppo di ricercatori del reparto di chirurgia pediatrica per riprodurre il polmone di un neonato e permettere uno studio specifico dell' anatomia dell’organo prima di intervenire chirurgicamente sul paziente.

Ma le applicazioni possono essere infinite come la realizzazione di tutori ortopedici, riproduzioni di strutture ossee da ricostruire fino ad arrivare alla realizzazione di intere apparecchiature medicali.