Per la prima volta alcuni medici hanno trattato bambini affetti da una rara e pericolosa malattia alle vie respiratorie con un dispositivo a stampa 3D: una stecca anatomicamente su misura, progettata per adattarsi alla crescita nel tempo del tessuto ed essere infine assorbita dal corpo.
Questo studio sarà a breve pubblicato sulla rivista Science Translational Medicine.
Una malattia pericolosa
La tracheobroncomalacia (TBM) è una grave malattia respiratoria causata dal collasso della trachea e dei bronchi; colpisce circa 1 bambino su 2.000 in tutto il mondo. Chi ne soffre non è in grado di espirare completamente e deve essere sottoposto a tracheostomia, per far entrare nel corpo dell’aria artificiale tramite tubi respiratori inseriti nel collo. Per molti di questi bambini anche un semplice raffreddore può richiedere un prolungato ricovero in terapia intensiva.
La ricerca
Con questo nuovo studio, medici e ricercatori hanno creato un dispositivo per curare la TBM. La flessibilità del disegno geometrico della stecca consente la crescita dei tessuti delle vie respiratorie nel tempo, per poi riassorbirsi all’interno del corpo.
La stecca è costruita in policaprolattone, un polimero sintetico biodegradabile in grado di assorbire fluidi senza rompersi per almeno 3-4 anni, tempo necessario al bambino per guarire completamente dalla malattia. Lo studio si è concentrato su tre neonati (Kaiba, Garrett e Ian), tutti compresi fra i 3 e i 16 mesi e trattati presso l’University of Michigan’s C.S. Mott Children’s Hospital.
Al momento dell’impianto, ogni neonato si trovava nel reparto di terapia intensiva. “Abbiamo ripetutamente dovuto sottoporli ad interventi di rianimazione. Il loro sistema immunitario era molto indebolito ed anche il minimo raffreddore poteva metterli in pericolo di vita”, dice il dottor Glenn Green, professore associato di otorinolaringoiatria pediatrica all’ospedale CS Mott Children. “Non c’era nessuna cura e l’aspettativa di vita per questi bambini era molto bassa”.
La procedura
Il dottor Green ed i colleghi Scott Hollister e Robert Morrison hanno guidato la sperimentazione. Prima della procedura, ogni bambino è stata autorizzato dalla Food and Drug Administration (FDA) a ricevere la stecca per uso di emergenza. I medici hanno utilizzato immagini di TAC effettuate sui neonati per creare modelli virtuali 3D della giusta dimensione per le loro vie respiratorie.
Questa procedura non era mai stata testata su alcun essere vivente e ha quindi richiesto l’impiego di molte congetture per giungere al risultato finale. “Abbiamo dovuto considerare più di 10 variabili personalizzabili per ogni paziente, come lunghezza, diametro e spessore della stecca…”, ha rivelato il dottor Morrison.
Una volta impiantata la stecca, la crescita delle vie aeree dei piccoli pazienti è stata monitorata accuratamente nei mesi e negli anni successivi all’intervento. Queste immagini sono state poi utilizzate per creare nuovi modelli virtuali su misura seconda la crescita delle vie aeree dei bambini.
“La nostra più grande preoccupazione era che, nel tempo, la stecca non si aprisse come previsto. Questo avrebbe causato un restringimento delle vie aeree del bambino, un situazione molto grave”, ha ricordato il dottor Morrison.
Ora Kaiba, dotato di una stecca tre anni fa, sembra essere guarito del tutto dalla TBM e il dispositivo 3D è stato assorbito dal suo corpo; Garrett, al quale è stata impiantata la stecca due anni fa, non ha più bisogno di supporti ventilatori e continua a migliorare; anche Ian, che ha ricevuto la sua stecca un anno fa, mostra continui miglioramenti.
Prossimi passi
Il team di ricercatori è ora in trattative con la FDA per impostare uno studio clinico su 30 bambini, tutti con situazioni di TBM. Ad alcuni sarà data la stecca 3D immediatamente, ad altri in seguito, così da creare un vero gruppo di controllo.
Il costo per creare la stecca 3D è di circa 10 dollari e questa sperimentazione, se fosse portata avanti con successo, permetterebbe anche di risparmiare più di 1 milione di dollari in spese mediche.
Secondo i ricercatori, le possibili applicazioni mediche della stampa 3D sono pressoché illimitate. “Abbiamo già circa una dozzina di dispositivi in progetto, proprio in questo momento” ha ammesso il dottor Green. “Quando si parla di stampa 3D e medicina, probabilmente c’è ancora da cambiare il proprio modo di pensare, adattandolo a queste nuove condizioni. Con l’aiuto del computer si può creare davvero ogni cosa e tutto quel che si può immaginare può diventare un dispositivo medico”.
Al momento il team ha pubblicato studi preliminari condotti su animali per l’uso di stampe 3D in casi di ricostruzione di orecchie e nasi. Tutti questi studi sono stati finanziati sia con fondi personali dei ricercatori, sia tramite sovvenzioni da parte della FDA e del National Institutes of Health.
