Un compromesso tra morbidezza e trasparenza per consentire una migliore comprensione delle strutture del cervello, anche in presenza di una malattia. È quanto gli ingegneri e i tecnici di Bio3DModel hanno raggiunto con la loro riproduzione in 3D dell’emisfero destro del cervello di un’anziana signora colpita da tumore: un modello di organo morbido ma non troppo, perché potesse rimanere quanto più possibile trasparente e consentire una comprensione che, normalmente, non sarebbe possibile nemmeno con le scansioni più sofisticate.

Bio3DModel è partita dalle immagini della risonanza per stampare un modello che ha consentito all’equipe chirurgica una comprensione impossibile anche con le scansioni più sofisticate

La riproduzione del cervello, in questo caso affetto da una situazione clinicamente severa, è stata realizzata grazie alla stampante 3D Stratasys modello J850 Dap nei laboratori Bio3DModel, presso la sede di Barberino Tavarnelle (Fi).

“Siamo partiti dalle indagini diagnostiche sulla paziente e dal referto dello specialista radiodiagnostico e abbiamo ottenuto il risultato finale grazie a resine fotopolimeriche – spiega una nota dell’azienda -. Il nostro obiettivo principale era ottenere la giusta trasparenza dell’organo, in modo che – grazie ad altri due colori – si potesse dar conto degli elementi anatomici cruciali: in rosso magenta il tumore o, meglio, la neoformazione solida a sede fronto-parietale destra del cervello; in blu l’edema sottocorticale. Questi sono i dettagli che danno supporto soprattutto ai giovani medici nella fase di preparazione dell’intervento”.

Questo tipo di copia, anche se riproduce solo la metà malata, consente di arrivare in sala operatoria con una consapevolezza migliore della situazione: “I vantaggi sono fondamentali: più precisione e meno tempo per l’operazione”.

La geometria 3D del cervello ricreata a partire dalla risonanza

Con la lettura della risonanza magnetica e del referto del medico, entrano in campo le competenze di segmentazione degli ingegneri biomedici di Bio3DModel. “Abbiamo effettuato la segmentazione in Mimics Medical 25.0 di encefalo e tronco. In pratica, abbiamo creato la geometria tridimensionale a partire dalle immagini della risonanza magnetica (RMN). In altri casi, la segmentazione può partire anche da una Tac”.

Dalla segmentazione si passa poi alla preparazione del file stl per la stampa PolyJet multicolore multimateriale, grazie a un software open source, e l’assegnazione dei materiali eseguita da GrabCad Print. “È stata prestata molta attenzione a ottenere la giusta combinazione di resine fotopolimeriche adatte ad essere lavorate con la stampante 3D di Stratasys. In particolare, la resina TissueMatrix, fatta apposta per le macchine Digital anatomy, ci ha permesso di ottenere la consistenza migliore possibile, in considerazione della trasparenza di cui avevamo bisogno”.

Quando il modello è pronto, viene consegnato allo staff medico, che procede al planning pre-operatorio e, infine, all’intervento sul paziente. In questo caso, l’equipe chirurgica ha potuto anticipare una conoscenza più approfondita dell’interno della scatola cranica, operando quindi la paziente con maggiore precisione e in minor tempo. “Questo significa anche meno stress per il corpo (che viene sedato meno a lungo), un recupero complessivamente più rapido e costi almeno in parte ridotti”.