Abbiamo incontrato la professoressa Ellen Roche e il Dottorando Luca Rosalia, due ingegneri biomedici del Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge, Massachusetts (USA). Gli ingegneri del MIT tra cui Luca Rosalia – che è l’autore principale della ricerca – hanno creato una nuova tecnica per stampare in 3D un cuore robotico personalizzato. Riescono cioè a stampare in 3D il gemello robotico del cuore di un paziente. L’obiettivo principale è fornirne ai medici un modello realistico, in modo da testare i vari dispositivi medici e le terapie in primis sul cuore robotico e poi, se i test risultassero positivi, sul cuore umano.
L’articolo ufficiale della ricerca, eseguita dagli ingegneri del MIT, è stato pubblicato su Science Robotics (per leggerlo clicca QUI).
L’obiettivo più importante del cuore robotico stampato in 3D è creare un cuore personalizzato? In che modo questo cuore personalizzato aiuterà medici e chirurghi a curare le malattie cardiovascolari?
L’obiettivo principale del cuore robotico personalizzato stampato in 3D è ricreare esattamente l’anatomia e la fisiologia dei pazienti con malattie cardiache, in particolare malattie cardiache valvolari. Ciò consentirà ai medici di tutto il mondo di testare diversi tipi di dispositivi medici per questi pazienti, in modo che possano capire quale paziente trarrebbe i maggiori benefici. Prima di qualsiasi procedura chirurgica, il chirurgo potrà impiantare vari tipi di dispositivi sul nostro cuore robotico personalizzato stampato in 3D, e misurare i cambiamenti nei flussi sanguigni e le pressioni dovuti a questi dispositivi impiantati. Sulla base delle informazioni fornite dal modello (dal cuore gemello del paziente stampato in 3D), i chirurghi possono quindi prendere decisioni su quale dispositivo e su quale procedura scegliere per l’intervento.
Con questa tecnica siete riusciti a stampare in 3D il cuore gemello di un paziente. Che materiali avete utilizzato e come ci siete riusciti?
Per stampare in 3D il cuore gemello del paziente, abbiamo utilizzato una stampante 3D disponibile in commercio, che utilizza una resina fotopolimerica elastica per ricreare i modelli fisici di ogni singolo cuore. Abbiamo quindi progettato il cuore robotico morbido e i manicotti aortici, che si adattano alla forma del cuore del paziente per ricreare esattamente la loro funzione di pompaggio, e i cambiamenti nell’anatomia della valvola aortica dovuti alla malattia. Per la progettazione dei manicotti robotici abbiamo utilizzato un materiale poliuretanico termoplastico, che può essere termoformato in base alla forma del cuore e della valvola aortica del paziente.
Credit: MIT
Parlando di stenosi aortica, quali sono gli svantaggi delle protesi valvolari aortiche di nuova generazione? Il cuore robotico stampato in 3D potrebbe migliorare anche le protesi valvolari aortiche?
Le protesi valvolari aortiche di nuova generazione sono attualmente il trattamento più efficace per la stenosi aortica. Nella maggior parte dei casi, apportano grandi benefici al paziente, ripristinando uno stato fisiologico del cuore dopo la malattia. Tuttavia, devono ancora essere apportati miglioramenti a questi dispositivi per aumentarne la durata, ed espandere la popolazione di pazienti che possono ricevere questi trattamenti, come ad esempio i pazienti con difetti alla nascita della valvola aortica o pazienti con anatomie complesse per le quali le attuali valvole protesiche non sono adatte. Il nostro modello robotico del cuore stampato in 3D può aiutare l’industria dei dispositivi medici a sviluppare valvole protesiche avanzate, che possono essere impiantate in modo sicuro ed efficace in questi pazienti.
Secondo te, quando avremo il primo trapianto di cuore umano stampato in 3D?
Il nostro cuore gemello robotico stampato in 3D non è progettato per essere impiantato negli esseri umani. I nostri obiettivi principali sono rendere le attuali valvole protesiche più efficaci per i pazienti, e supportare le procedure cliniche. Altri gruppi di ricerca in tutto il mondo stanno lavorando alla stampa 3D del cuore biologico, che in futuro potrà essere impiantato nei pazienti. Quella tecnologia probabilmente è ancora lontana 20 anni dal diventare realtà.