Chirurgia veterinaria: Stampati in 3D

I pazienti di tutte le forme, dimensioni e specie possono venire al College of Veterinary Medicine della Michigan State University (MSU). Per Danielle Marturello, un medico veterinario, MSc, American College of Veterinary Surgeons e professore associato di chirurgia ortopedica per piccoli animali, ciò significa che non esistono due giorni uguali. Alcuni giorni potremmo trovarla in clinica, ad accogliere cani e gatti che arrivano con ossa rotte, deformità scheletriche o legamenti strappati. Negli altri giorni, è in sala operatoria, aiutando a risolvere i problemi dei pazienti e ad iniziare il loro recupero.

Pazienti diversi pongono sfide diverse

In ortopedia veterinaria, i medici devono memorizzare la composizione e la struttura non di un solo sistema scheletrico, ma di molti. Per aiutare il suo team a visualizzare, pianificare ed eseguire interventi chirurgici complessi, la dott.ssa Marturello crea modelli 3D dettagliati e guide chirurgiche da dati di scansione e altri sistemi di imaging medico utilizzando una flotta di stampanti stereolitografiche (SLA) di 3d-type. La varietà di materiali disponibili significa anche che gli stampatori possono creare materiali di supporto all’insegnamento per studenti di veterinaria, stagisti e residenti, migliorando i risultati chirurgici e l’esperienza educativa che MSU può offrire.

Risoluzione di casi complessi con imaging medico di alta qualità

Proprio come la medicina umana, l’ortopedia veterinaria fa molto affidamento sull’imaging medico di qualità. Quando visita un paziente, il dottor Marturello richiede sempre almeno una radiografia. Quindi, a seconda della complessità del caso e della necessità o meno di un modello 3D, è possibile ordinare una TAC aggiuntiva. Tuttavia, una differenza rispetto alla medicina umana è che i pazienti non possono comunicare l’intensità o la posizione del loro dolore, rendendo l’imaging medico ad alta risoluzione e la modellazione ancora più essenziali sia per la diagnosi che per il trattamento, insieme a un esame fisico approfondito.

“L’imaging medico è fondamentale per la nostra formazione e il nostro lavoro. La verità è che quando dobbiamo pianificare un’operazione e quando l’intervento è finito e dobbiamo vedere se un impianto è nel posto giusto, non possiamo fare il nostro lavoro senza di essa”, dice il dottor Marturello.

Queste immagini e modelli vengono utilizzati per esaminare una serie di patologie diverse, come fratture causate da incidenti stradali o deformità della crescita in cui due ossa sono cresciute in modo errato e stanno ostacolando la mobilità o la normale funzione. Il team del Dr. Marturello stampa modelli ossei con White Resin sulle stampanti per studiare la patologia e provare in anticipo la chirurgia.

“Dobbiamo assicurarci di pianificare in anticipo: quello che pensavamo avrebbe funzionato davvero funzionerà? Possiamo anche usarlo per pre-adattare i nostri impianti al modello osseo, sterilizzarlo e quindi utilizzare l’impianto adattato per la chirurgia, che consente di risparmiare tempo per il paziente anestetizzato”, afferma il dott. Marturello.

In un caso particolarmente complicato è arrivato un cane con una tibia rotta, molto vicino al ginocchio. Poiché la frattura era così vicina all’articolazione, era difficile vedere tutto il danno su una radiografia. Il Dr. Marturello ha stampato la tibia fratturata utilizzando White Resin, ha sterilizzato i modelli e li ha resi sicuri da portare in sala operatoria.

Il Dr. Marturello ci ha detto: “Siamo stati in grado di ruotare l’osso durante l’intervento chirurgico per avere un’idea tridimensionale più tangibile del modello di frattura. Questo è importante perché l’approccio chirurgico ci ha permesso di vederne solo un lato. Avere l’osso stampato è stato molto utile a causa dell’angolo della frattura e, sebbene il caso fosse molto complicato, il cane si è ripreso molto bene. È qualcosa che ci aiuta a portare avanti interventi del genere”.

In un altro caso, la frattura di un cane non era guarita adeguatamente, creando una frattura di “non unione” e rendendo il cane incapace di camminare correttamente. Essendo molto vicino a un’articolazione, il dottor Marturello ha dovuto utilizzare un impianto chiamato “fissatore esterno”, ma la posizione della frattura ha fatto sì che i soliti perni utilizzati per fissare l’impianto all’osso non funzionassero. La soluzione è stata quella di includere un componente a forma di anello e il dottor Marturello si è esercitato prima con l’osso stampato, posizionando l’elemento ibrido sul modello prima che il cane arrivasse in sala operatoria.

“Quando ho montato il fissatore sull’osso stampato, tutto è andato più veloce. Ho potuto studiare prima la struttura e poi riprodurre durante l’operazione quello che avevo fatto con il modello, quindi è stato molto più semplice”, spiega il dottor Marturello.

Un aiuto per rassicurare i proprietari preoccupati

Un uso comune dei modelli stampati in 3D in medicina umana è quello di informare i pazienti sulla loro patologia o sulla procedura a cui stanno per sottoporsi, migliorando la loro comprensione della questione e alleviando la loro ansia di fronte a operazioni complicate. Il team del dottor Marturello non può spiegare ai propri pazienti cosa accadrà, ma i modelli stampati in 3D sono molto utili per mostrare ai proprietari i dettagli dei bisogni del loro animale domestico.

“In un caso di intervento chirurgico per una deformità angolare, abbiamo portato una sega nella stanza per eseguire l’intervento con il modello stampato affinché il proprietario lo vedesse. Questo ci ha aiutato a guadagnare la loro fiducia e facilitare la loro comprensione dell’operazione, per la quale ci hanno dato il loro consenso.

La componente informativa o educativa si applica anche ai veterinari residenti e agli studenti che osservano e assistono nel lavoro clinico e chirurgico. La dott.ssa Marturello crea modelli di ossa e operazioni in modo che i suoi studenti, stagisti e residenti possano esercitarsi e migliorare le proprie capacità tecniche.

“I modelli sono costosi e si consumano, per non parlare di quanto sia difficile far testare i cadaveri, ma un’immagine 3D di un caso complesso o complicato dura per sempre. Quindi, quando un modello stampato è già stato utilizzato per la pratica, possiamo semplicemente stamparne un altro e averlo pronto quando ne avremo bisogno.”

La dottoressa Marturello è una delle poche persone della Scuola di Veterinaria che utilizza la stampa 3D, quindi anche altri dipartimenti la chiamano quando una particolare patologia rappresenta una sfida per l’imaging o le operazioni mediche. Con le sue stampanti, puoi stampare modelli di tumori e organi con Clear Resin o White Resin per aiutare altri chirurghi a visualizzare il percorso per eliminare la patologia.

“Ci piace la loro affidabilità, non ho mai avuto errori di stampa. Le stampanti SLA producono modelli più belli rispetto alle stampanti FDM, il che aiuta molto quando si parla con i proprietari di animali domestici perché si desidera che i modelli abbiano un bell’aspetto.



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