La frontiera dell’innovazione biomedicale è uno dei topic che più ci appassiona.

In questi due anni abbiamo affiancato l’ospedale pediatrico Bambin Gesù di Roma e investito nella ricerca per riuscire a processare materiali non usati su macchinari SLS e stampa 3D, al fine di stampare dispositivi impiantabili su pazienti.

Abbiamo realizzato per loro uno stent in policaprolattone e idrossiapatite, che una equipe di eccellenza dell’Ospedale Bambin Gesù ha impiantato, il 14 Ottobre, su un bambino affetto da broncomalacia, patologia che prevede un cedimento della parete bronchiale ed un conseguente impedimento del normale flusso di aria nei polmoni.

Prosilas è stata la prima ed unica in Europa a riuscire a stampare questo dispositivo; infatti prima di questa scoperta rivoluzionaria, questo tipo di intervento non era possibile.

Per il paziente si preventiva il riacquisto del tono della muscolatura della trachea con il completo assorbimento dello stent in due anni.

“Quando si approccia al mondo dell’Additive Manufacturing o della stampa 3D a livello industriale, sempre più spesso ci si sofferma, per mere ragioni economiche, all’aspetto legato al cost per part.

La lungimiranza e la determinazione di Giulio e Vanna Menco, rispettivamente Direttore Tecnico e CEO di Prosilas, hanno reso possibile la realizzazione di un dispositivo medico il cui valore intrinseco è molto più alto del costo di realizzazione: uno stent biocompatibile e riassorbibile.

Grazie al dispositivo prodotto con tecnologie di additive manufacturing nell’Azienda di Civitanova Marche, un bambino di 5 anni, affetto da broncomalacia, potrà avere una nuova vita: una vita scandita da respiro autonomo.

Il Caso

La broncomalacia è una condizione di eccessivo collasso delle vie aeree durante la respirazione che può portare ad arresti cardiopolmonari potenzialmente letali.

Il processo di Additive Manufacturing attraverso l’utilizzo di tecnologie di stampa 3D, ha reso possibile la realizzazione di uno stent biocompatibile e riassorbibile che è stato impiantato lo scorso 14 ottobre all’Ospedale Bambino Gesù di Roma.

Il dispositivo, a differenza degli stent metallici usualmente impiantati, asseconderà la crescita dell’apparato respiratorio del bambino e verrà riassorbito nel giro di due anni.

A poco meno di un mese di distanza dall’intervento sperimentale (primo di questo genere in Europa), il bambino è tornato a casa con la sua famiglia ed è ora in grado di respirare normalmente.

Prosilas: ricerca e sviluppo su tecnologie e materiali per la manifattura additiva

Prosilas è uno dei più grandi Service Provider d’Europa per quanto riguarda la tecnologia di manifattura additiva Selective Laser Sintering (SLS).

L’apparato produttivo di Prosilas conta più di 10 sistemi di manifattura additiva con tecnologie SLS ed SLA (Stereolitography). All’interno della struttura sono presenti un reparto di progettazione ed ottimizzazione pre-processo, un’area dedicata ai trattamenti post-processo (estetici e funzionali), una stazione metrologica per il controllo qualità ed un’area dedicata a ricerca e sviluppo grazie alla quale, attraverso una fase di test e sperimentazione durata circa due anni, è stato possibile produrre la parte richiesta.

La nuova combinazione di materiali utilizzata per lo stent è composta da idrossiapatite e policaprolattone (PCL), un poliestere biocompatibile e bioriassorbibile che rimane in vivo per 2-3 anni prima del riassorbimento.

“Nel 2017 ricevemmo la prima richiesta di realizzazione di uno stent in policaprolattone da parte di un ricercatore del Bambino Gesù di Roma. Fino a quel momento non avevamo mai sentito parlare di Policaprolattone. Credendo nel progetto, decidemmo di investire in ricerca e sviluppo lavorando sulle proprietà del materiale ed acquistando un nuovo macchinario interamente dedicato al progetto” spiega Vanna Menco.

Dall’idea al dispositivo in sei mesi

La realizzazione dello stent è stato il risultato di un lavoro di squadra che ha coinvolto diversi attori nel processo di manifattura additiva.

  • Le geometrie sono state realizzate partendo dalle immagini bidimensionali (TAC) realizzate nel Dipartimento di Diagnostica per Immagini dal dott. Aurelio Secinaro e poi rielaborate dal dott. Luca Borro dell’Unità di Innovazione e Percorsi Clinici.
  • La produzione è stata affidata a Prosilas che, grazie a pregressi studi di ricerca e sviluppo su tecnologie di additive manufacturing e biomateriali, è stata in grado di realizzare lo stent.
  • I test di resistenza meccanica sono stati eseguiti grazie alla collaborazione dell’Università di Modena e Reggio Emilia.
  • L’intervento è stato eseguito il 14 ottobre 2019 dal dott. Adriano Carotti, responsabile dell’Unità di Funzione di Cardiochirurgia Complessa con Tecniche Innovative, in collaborazione con i chirurghi delle vie aeree del Laryngo-Tracheal Team, diretto dal dott. Sergio Bottero.

Prosilas: dalla stampa 3D alla stampa 4D

La realizzazione dello stent con tecnologie di manifattura additiva è un chiaro esempio dell’evoluzione stessa delle tecnologie di Stampa 3D tradizionali nella cosiddetta Stampa 4D o Bioprinting. Alle tre dimensioni infatti si aggiunge una quarta dimensione a rappresentare la trasformazione nel tempo dei materiali. Un’evoluzione tanto avvincente quanto complessa che non può che rappresentare un passaggio fisiologico di chi ha creduto ed operato nel settore dell’additive manufacturing fin dagli albori.

Spiega Vanna Menco “continueremo a lavorare allo sviluppo di questo tipo di applicazioni cercando di stimolare la comunità scientifica ad un maggiore uso di materiali e tecnologie di manifattura additiva”, ed aggiunge “rendiamo disponibile al mondo del Medicale le nostre esperienze ed il nostro processo affinché possano essere uno strumento utile a migliorare la vita di altre persone”.

L’esperienza e la determinazione di Vanna, Giulio Menco e di tutto lo staff di Prosilas, sono stati fondamentali per la buona riuscita del progetto che proietta l’Italia tra i leader mondiali del settore.”

Fonte: “Prosilas: ritorno alla vita grazie alle tecnologie di Additive Manufacturing” 3D4Growth, 03 dic. 2019, https://3d4growth.com/broncomalacia-4d-bioprinting-prosilas