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Stampa 3D: la nuova frontiera della medicina

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Negli ultimi anni l’uso delle stampanti tridimensionali ha fatto passi da gigante, nell’edilizia così come nel campo del design. Se è vero che parlare di rivoluzione 3D non è del tutto corretto dal momento che i primi esempi sono datati 1884, è pur vero che negli ultimi anni si è assistito a un crescendo di interesse e di applicazioni disponibili anche grazie alla liberalizzazione di brevetti ad hoc.

Anche nel settore della salute e della . Alcuni dei progetti più interessanti, infatti, sembrano arrivare dal campo sanitario dove le potenzialità della per migliorare la qualità della vita dei pazienti, sembrano crescere di giorno in giorno.

Protesi e riabilitazione
In ambito medico, la stampa di protesi e tutori sembra il filone più avanzato e quello in grado di creare un immediato e positivo rapporto tra costi e benefici. Una delle ultime novità arriva dal Regno Unito e riguarda la creazione di un dispositivo medico in grado di aiutare le persone affette da artrite reumatoide.

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Un nuovo software messo a punto da un ricercatore presso l’Università di Loughborough, può creare un tutore, anche esteticamente più gradevole di quelli tradizionali, ad un costo più contenuto rispetto ai classici dispositivi. Attraverso una stampante 3D diventa quindi possibile produrre delle stecche da polso traspiranti, di minor spessore e dal design più accattivante dedicate ai malati di questa patologia.

Ho voluto dare ai medici la capacità di fare delle stecche che prima non erano in grado di fare“, ha detto Abby Paterson, il dottorando che ha creato il software. “I medici possono migliorare l’estetica, la forma delle stecche e integrarle con funzionalità extra prima impensabili“. Il software è attualmente ancora in fase di sviluppo: Paterson ritiene che ci vorranno circa 18 mesi prima che sia completamente pronto. Nel frattempo, l’analisi dei costi sembra incoraggiante. Come lo è stata la reazione dei medici che si occupano di questa malattia.

Sul fronte dei costi la produzione di protesi attraverso stampanti 3D può realmente abbassare le spese  per questo tipo di oggetti, spesso coperti solo in parte dalle assicurazioni sanitarie e spesso non completamente adatti alle specifiche necessità e caratteristiche dei singoli pazienti. L’imprenditore Jeremy Simon, particolarmente interessato alle potenzialità della tecnologia 3D in campo medico, ha creato una protesi con la stampante 3D per un uomo di 50 anni nato senza la maggior parte della mano sinistra e portatore di diverse protesi.
Al costo di 50 dollari per le spese dei materiali, contro i 42.000 di una protesi mioelettrica, Simon ha costruito una protesi personalizzata che presenta notevoli vantaggi rispetto ai modelli tradizionali: oltre al fattore economico, il prototipo ha un’ottima funzionalità, leggerezza, resistenza dei materiali, consente una straordinaria mobilità delle dita e, in caso di rottura, può essere sostituito in tempi brevi e con la minima spesa.

Importanti novità anche nel campo delle fratture. È di pochi giorni fa la notizia della creazione di Osteoid, un tutore del design turco Denis Karashin, sostitutivo del gesso con l’obiettivo di migliorare il comfort del paziente durante la convalescenza e abbreviare i tempi di guarigione.

I vantaggi sono notevoli: leggerezza, presenza di materiale plastico che garantisce impermeabilità e una struttura a buchi che garantisce una maggiore traspirazione rispetto al gesso.

Inoltre, Osteoid integra al proprio interno un sistema di ultrasuoni chiamato LIPUS (low-intensity pulsed ultrasound stimulation), che – secondo ricerche scientifiche – accelera la ricomposizione di una frattura ossea. Bastano venti minuti di terapia al giorno per ridurre drasticamente i tempi di guarigione.

Per realizzare un tutore perfettamente aderente alla pelle del paziente, l’area interessata è sottoposta a un 3D body scanning. I dati raccolti sono inviati a un software di modellazione, che realizza il modello personalizzato, il sistema di blocco e la rete di buchi in base alla situazione medica del paziente e la sua struttura corporea.

Medicina interna

Ancora più impressionanti sono le applicazioni realmente rivoluzionarie della stampa 3D al servizio della medicina sembra interna, attraverso la “stampa” di organi umani. Un’idea fino a poco tempo fa futuristica ma che oggi trova ampio riscontro nei lavori dei ricercatori e in diversi campi della chirurgia.

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Fino ad oggi la ricerca in questo campo ha riguardato principalmente la riproduzione in laboratorio di cellule umane, dalla creazione di vasi sanguigni ai tessuti della pelle, ma la progettazione di organi funzionanti dalla struttura cellulare complessa non era ancora stata esplorata. Questo tipo di stampa ha la propria base nell’utilizzo di cellule staminali o cellule raccolte durante le biopsie che forniscono in pratica “la carta” su cui costruire diverse tipologie di organi: il materiale raccolto viene inserito in capsule, insieme ad una sorta di inchiostro “biologico”, e programmato per dare una precisa forma tridimensionale.

Le sperimentazioni sono quindi avviate e promettono bene. Già lo scorso anno una ragazza dell’Illinois, nata senza trachea, ha ricevuto un nuovo organo creato interamente con le sue cellule staminali mentre il governo statunitense ha finanziato la progettazione di campioni di tessuto che imitano le funzionalità di cuore, fegato, polmoni e altri organi. Nonostante questi esempi virtuosi, i casi sono ancora pochi rispetto alle enormi potenzialità. Se da una parte, la sperimentazione della stampa degli organi umani per i trapianti chirurgici è ancora indietro, dall’altra la tecnologia sembra in rapido sviluppo. “Il processo meccanico non è poi così complicato. La parte difficile è il materiale, che è di natura biologica” ha dichiarato Mike Titsch, redattore capo della rivista 3D Printer World che evidenzia i limiti dell’utilizzo del materiale biologico per questo tipo di stampa. “Non è come la stampa di plastica o metallo. La plastica non muore se si lascia all’aria aperta o a temperatura ambiente per troppo tempo“.

Nonostante le difficoltà, il bioprinting è carico di promesse. Gli organi potranno essere utilizzati per la sperimentazione medica o i test di laboratorio, evitando l’utilizzo di metodi scientifici meno precisi come i test sugli animali o modelli sintetici. Inoltre la disponibilità di organi potrebbe risolvere la carenza di organi dedicati ai trapianti, soprattutto nei paesi con un’aspettativa di vita molto alta, e ridurre le percentuali di rigetto.

Non mancano però, dubbi “etici” sollevati da molti osservatori come la domanda su quali saranno gli enti governativi o meno che controlleranno questa attività: chi vigilerà sulla qualità degli organi prodotti? E ancora: al momento le spese sono proibitive e sostenute prevalentemente da centri universitari e di ricerca ma un domani questo tipo di tecnologia sarà più diffuso e alla portata di più persone, anche se con costi molto elevati. Come ci si regolerà in futuro?

Non resta che attendere e vedere.

Stefania Carulli

Stefania Carulli

Stefania Carulli è consulente per la formazione. Dal 2009 al 2013 si è occupata di master post lauream e di corsi di aggiornamento per i dipendenti della P.A. E’ dottore di ricerca in Scienze della Comunicazione alla Sapienza, Università di Roma, con una tesi sull’impatto della cultura partecipativa del web sulle dinamiche associative del volontariato organizzato.

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