Un Centro di ricerca all’avanguardia dove si progettano interventi e si stampano modelli 3D. BioCardioLab nasce nel 2008 come sotto-unità della divisione di Cardiologia della Fondazione Gabriele Monasterio a Massa, in Toscana. Nel 2015 è stato inserito nella divisione di Bioingegneria della Fondazione come laboratorio di ricerca interdipartimentale all’interno di un sistema ospedaliero. Come funziona? Ne parliamo con Simona Celi, responsabile BioCardioLab e Giuseppe Santoro, direttore del Dipartimento di Cardiologia pediatrica della Fondazione Monasterio.
COME FUNZIONA IL LABORATORIO DI BIOINGEGNERIA DEL CUORE?
Il nostro centro clinico ha un laboratorio di bioingegneria all’interno dell’ospedale, il che ci permette di lavorare in stretta sinergia con lo staff clinico, rispondendo alle richieste provenienti dai medici. In particolare, ci occupiamo di analizzare le immagini del paziente per creare una ricostruzione tridimensionale con il computer e poi procedere alla stampa 3D per fornire un modello virtuale paziente-specifico al clinico, che può così fare le procedure prima di entrare in sala operatoria.
IL MODELLO DEL CUORE: COME NASCE E FUNZIONA?
Il modello del cuore tridimensionale è un’importante innovazione nel campo della bioingegneria, che permette di analizzare e pianificare interventi chirurgici ed emodinamici in modo sempre più preciso e personalizzato. La creazione richiede un’attenta analisi delle immagini del paziente, che vengono elaborate al computer per ricostruire una replica tridimensionale del cuore e dei grandi vasi sanguigni circostanti.
I segmenti di maggiore interesse per l’intervento chirurgico vengono evidenziati e studiati in modo dettagliato, permettendo di simulare l’intervento in laboratorio e di replicarlo successivamente in sala operatoria. Il team che lavora all’interno del laboratorio di bioingegneria è altamente specializzato e multidisciplinare, comprendendo ingegneri meccanici, ingegneri biomedici, fisici e dottorandi provenienti da università italiane ed europee.
QUANTO TEMPO DI LAVORAZIONE RICHIEDE UN MODELLO DEL CUORE SU MISURA?
Ogni paziente è unico e diverso, il processo di elaborazione può richiedere da qualche ora fino a un paio di giorni. Inoltre, per garantire un intervento preciso ed efficace, è necessaria una stretta interazione tra medici e ingegneri. Infatti, prima della creazione del modello, i medici forniscono agli ingegneri una richiesta su quali sono i segmenti di maggiore utilità per il futuro intervento, e durante la creazione dello stesso vi è un’interazione continua per garantire che il modello sia il più preciso possibile alle esigenze del paziente. Questo perché il nostro laboratorio di bioingegneria rappresenta un importante strumento per garantire un intervento chirurgico preciso ed efficace, grazie alla stretta interazione tra medici e ingegneri.
CURE, APPLICAZIONI E PATOLOGIE: QUALI SONO LE CREAZIONI DI BIOCARDIOLAB?
Il dottor Santoro, direttore del dipartimento di cardiologia pediatrica della Fondazione Monasterio di Massa, ci parla delle creazioni realizzate da BioCardiolab e delle loro molteplici applicazioni. Le patologie cardiache rappresentano un tema di grande importanza per la salute dell’individuo e per la medicina in generale. Proprio per questo motivo, la conoscenza approfondita dell’anatomia e della fisiologia del cuore è fondamentale per garantire cure adeguate e personalizzate.
BioCardioLab BIOINGEGNERIA DEL CUORE: I MODELLI DEL CUORE POSSONO ESSERE UTILIZZATI ANCHE A FINI DIDATTICI?
BioCardiolab, bioingegneria del cuore, si pone come obiettivo quello di offrire prodotti di alta qualità che possano essere utilizzati sia a fini didattici che di ricerca, ma anche per una diagnosi sempre più precisa ed efficace. Grazie alla collaborazione con le scuole di specializzazione di Pisa e di altre università toscane, BioCardiolab riceve costantemente informazioni da parte degli specializzandi sia dalla parte pediatrica che dalla parte cardiologica.
Questi ultimi sono entusiasti di poter esaminare i pezzi anatomici realizzati dalla società, che consentono di vedere tutte le cardiopatie congenite o acquisite del cuore o dei grandi vasi in pazienti che sono ancora vivi e che verranno trattati in maniera adeguata.
QUALI SONO GLI EFFETTIVI VANTAGGI DI UTILIZZARE LA BIOINGEGNERIA DEL CUORE?
Innanzitutto, la finalità didattica rappresenta una grande innovazione, poiché questi prodotti consentono di creare una modello teca, ovvero una biblioteca che abbia dei pezzi anatomici che non sono dei pezzi anatomici, poiché in tutte le biblioteche, di natura patologica, i pezzi anatomici di cuore presuppongono che il paziente sia deceduto.
Ma i vantaggi della non si fermano qui. Utilizzando i prodotti di BioCardiolab, è possibile esaminare il pezzo del segmento del cuore che si andrà a operare o da un punto di vista cardiochirurgico oppure da un punto di vista percutaneo mediante cateterismo cardiaco. In questo modo, è possibile capire la relazione che esiste tra le varie strutture del cuore che andranno a essere trattate e la potenziale difficoltà che si andrà ad incontrare.
PER IL CATETERISMO CARDIACO QUESTO RAPPRESENTA UN VANTAGGIO IN PIU’
Sì, per quanto riguarda il cateterismo cardiaco, la conoscenza in anticipo della posizione del target che si deve curare e la simulazione degli effetti in vivo mediante le stesse protesi che si andranno ad operare, nel trattamento del singolo paziente, fa risparmiare del tempo e delle radiazioni all’operatore e al paziente stesso. Inoltre, consente di prevedere in anticipo quelle che potranno essere le difficoltà nella gestione del caso singolo e quelli che dovranno essere gli effetti finali di quello che si andrà a programmare ed effettuare.
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