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Sistemi Protesici

Chirurgia pediatrica e realtà tridimensionale: le soluzioni per la ricostruzione dell’orecchio

La microtia si manifesta come una malformazione dell’orecchio esterno congenito che, occasionalmente accompagnata anche dalla compromissione dell’udito, può ledere seriamente il benessere psicologico e fisiologico dei bambini affetti. Le cause non sono note e spesso, per via della sua bassa incidenza (1 su 10000 nascite), tale disturbo non viene rilevato durante le ecografie prenatali.

Figura 1. Sistema di classificazione microtia.

Microtia e atresia auris: malformazione auricolare e deficit uditivo

È questo il caso di una bambina abruzzese sulla quale è stata utilizzata per la prima volta in Italia, in campo otochirurgico, una tecnica innovativa per la pianificazione preoperatoria nella ricostruzione dell’osso temporale. Secondo l’ingegnere biomedico Luigi Luppariello, si tratta di un “intervento di microchirurgia effettuato al microscopio con trapani ad altissima velocità.

L’intervento chirurgico è stato eseguito dall’equipe della Chirurgia Protesica della Sordità Infantile (Centro di Riferimento Regionale per gli Impianti Cocleari Pediatrici del Santobono di Napoli) e composta dai dottori Della Volpe, De Lucia, Varicchio e Granata.

Aprire l’osso temporale, per alloggiare la protesi che abbiamo messo, poteva esporre al rischio di ledere strutture anatomiche nobili della paziente, come il facciale, il seno laterale o la meninge. Ecco perché abbiamo utilizzato questa tecnica di ricostruzione in 3D della squama del temporale della bambina con annessa stampa 3D, in modo da ottenere un modellino sul quale abbiamo simulato l’intervento, valutando dove alloggiare la protesi, senza far correre rischi alla bambina

Dottor Antonio Della Volpe
Figura 2. Ricostruzione 3D che ha ridato udito alla bambina.

Ricerca e chirurgia

In passato, un gruppo di ricerca cinese aveva già ricostruito il padiglione auricolare di 5 bambini utilizzando dei condrociti espansi di microtia, un’impalcatura (o scaffold) biodegradabile ed una tecnica bidimensionale di coltura in vitro per progettare la cartilagine a forma di orecchio specifica di quel paziente.

Attualmente,  la pratica chirurgica prevede due metodiche completamente distinte: la prima con la cartilagine costale e la seconda attraverso l’impianto di una protesi in Medpor. Tra i principali vantaggi e svantaggi:

  • il trapianto di cartilagine costale autologa (per i bambini dai 10 anni in su) si pone spesso come trattamento di elezione, ma la raccolta della cartilagine costale porta inevitabilmente a lesioni al sito dello stesso donatore. La tecnica quindi richiede un’esperienza clinica ed abilità chirurgiche non indifferenti;
  • i telai non assorbibili, come il polietilene ad alta densità (Medpor) generano una forma molto fedele del padiglione auricolare e senza particolari conseguenze nel sito donatore, ma possono causare spesso infezioni.

Dalla microchirurgia alla realtà tridimensionale

L’idea di usare la cartilagine costale come base tessutale per la ricostruzione dell’orecchio 3D diventa realtà in Italia nel 2019. Lo scorso anno infatti all’Ospedale Meyer di Firenze, un bambino di 13 anni affetto da microtia bilaterale, è stato dapprima coinvolto in una lunga preparazione preoperatoria che, dichiara il dottor Flavio Facchini, aveva l’intento di ricreare l’esatta forma delle cartilagini del bambino a partire da immagini TAC e successivamente, grazie ad un software di ultima generazione, ha ricevuto una copia stampata in 3D delle cartilagini per ricostruire l’orecchio malformato.

La nuova progettazione 3D da Edimburgo

Dal Royal Hospital for Sick Children, il dottor Ken Stewart, entusiasmato dall’idea di una nuova progettazione delle protesi ed impianti all’orecchio senza la necessità di utilizzare la tecnica chirurgica costale autologa, ha deciso di rivolgersi a Patrick Thorn & Co. per avere accesso ad un Artec Spider – uno scanner 3D ad alta risoluzione. Di seguito, il funzionamento della procedura con lo scanner Artec Spider:

  • durante la scansione, Artec Spider cattura la struttura complessa dell’orecchio esterno;
  • dopo una prima scansione, vengono finalizzate le modifiche strutturali per costruire il modello digitale 3D dell’orecchio;
  • successivamente, il file del modellino sarà pronto per essere caricato sul software di stampa (Roland MonoFab), nel quale saranno eseguiti ulteriori allineamenti;
  • dopo un tempo di circa 180 minuti dai quali si ottiene la stampa 3D delle orecchie, queste saranno lavate (in isopropanolo) ed irradiate da una lampada UV per indurirsi nella loro forma;
  • infine le orecchie artificiali tridimensionali saranno poi sterilizzate, sigillate e inviate in sala operatoria per essere usate nell’intervento chirurgico.

In futuro si potrebbe non usare la cartilagine costale per questa applicazione?

Una nuova collaborazione tra Artec ed il Centro di Medicina Rigenerativa dell’Università di Edimburgo ha sperimentato l’utilizzo di cellule staminali umane derivate da tessuto adiposo. L’idea è quella di far fissare tali cellule su un supporto polimerico: le cellule staminali, data la loro capacità proliferativa e di riprogrammazione tessutale, saranno educate verso la linea differenziativa di cellule cartilaginee (condrociti) per la ricostruzione dell’orecchio.

La speranza è che abbinando la tecnologia dello scanner 3D Artec alla tecnologia dell’ingegneria dei tessuti ed a un po’ di liposuzione, sarà possibile produrre delle vere repliche dell’altro orecchio che potrà essere impiantato senza utilizzare la cartilagine costale.

Professor Bruno Peault, Dottor Chris West

Fonti e approfondimenti
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Informazioni autore

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Noemi Maria Giorgiano

È iscritta al quarto anno di Medicina e Chirurgia all'Università de La Sapienza (Latina) ed è impegnata nella organizzazione di Iniziative Culturali per tutti gli studenti. È appassionata verso la continua ricerca sperimentale applicata nel campo della Chirurgia e alla corretta divulgazione delle argomentazioni scientifiche.

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