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Interventi sempre più mini invasivi presso l’urologia dell’Asl Vc. È stato eseguito nelle scorse settimane, su un paziente di 50 anni, un intervento di prostatectomia radicale interamente in laparoscopia. L’uomo, affetto da tumore della prostata, è stato operato sfruttando la tecnica tridimensionale. Grazie a questa tecnologia è possibile agire con approccio più mirato, preservando i nervi dedicati all’erezione, tecnica detta “nerve sparing”. L’obiettivo è, infatti, quello di permettere al paziente una ripresa con una perfetta continenza urinaria ed una conservazione della potenza sessuale fisiologica, senza l’utilizzo di farmaci. L’intervento eseguito dal dr. Giovanni Cipollone, coadiuvato dai dottori Gianluca Mastroprimiano e Marco Iannucci, rappresenta un ulteriore tassello di progresso per l’urologia vercellese che ha sviluppato sempre più negli ultimi tempi l’utilizzo di innovazioni tecnologiche, indispensabili per ottenere risultati validi. In questo caso è stato previsto un supporto anche dal punto di vista riabilitativo, con un percorso di assistenza dedicato a cura dei dottori Luigi Apice, Matteo Arancio e Francesco Sommatino: il paziente è stato seguito sia nella fase immediatamente successiva all’intervento, sia dopo il rientro a casa con una valutazione delle funzionalità erettile durante le ore notturne. “La sfida – ha sottolineato il direttore dell’urologia Giovanni Cipollone – è sempre più quella di investire nell’utilizzo di tecniche innovative e di strumentazioni moderne che consentono maggiore precisione, per poter assicurare al paziente un recupero più tempestivo e più efficace dal punto di vista delle funzionalità sia sessuale che di contenimento delle urine.

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E’ di silicone, pesa 390 grammi e ‘vive’ poco più di mezz’ora

Batte il primo cuore artificiale interamente morbido: realizzato in silicone grazie alla stampante 3D, pesa 390 grammi e riproduce fedelmente forma e dimensioni del cuore umano. Grazie alla sua particolare struttura interna e’ in grado di contrarsi ritmicamente per pompare il sangue, ma ancora non riesce a ‘vivere’ per piu’ di mezz’ora. Lo dimostrano i primi test condotti dai ricercatori del Politecnico federale di Zurigo (Eth), pubblicati sulla rivista Artificial Organs.

”Questa e’ solo una prova di fattibilita’: il nostro vero obiettivo – spiega il ricercatore Nicholas Cohrs – non era quello di presentare un cuore gia’ pronto per l’impianto, ma pensare ad un nuovo modo di sviluppare cuori artificiali”. Le pompe attualmente disponibili, usate come soluzione ponte in attesa del trapianto, sono dispositivi per lo piu’ rigidi, con parti meccaniche che possono creare complicazioni, e soprattutto fanno fluire il sangue in maniera continua, senza il battito fisiologico. Per questo motivo “abbiamo voluto sviluppare un cuore artificiale che fosse grande quanto quello del paziente e che lo imitasse il piu’ possibile nella forma e nella funzione”, sottolinea Cohrs.

E’ nato cosi’ il cuore di silicone stampato in 3D con tecnica di fusione a cera persa: dotato di un volume di 679 centimetri cubi, ha una struttura interna complessa, con i due ventricoli separati da una terza camera che viene gonfiata e sgonfiata con aria pressurizzata per dare la contrazione meccanica necessaria a pompare il sangue.

In laboratorio il cuore artificiale morbido e’ stato collegato ad un circuito idraulico che imita l’apparato circolatorio e, durante i test, ha dimostrato di contrarsi e funzionare in modo del tutto simile al cuore naturale. L’unico problema e’ che riesce a lavorare per poco piu’ di mezz’ora, perche’ il monoblocco di silicone resiste soltanto per circa 3.000 battiti.

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Sviluppata da ricercatori Australia, ripara danni tessuti e ossa

Chirurghi australiani hanno scoperto come prevenire l’insorgenza dell’osteoartrite nei pazienti usando una tecnologia tridimensionale per ‘stampare’ cellule staminali vive e così riparare danni alle ossa, ai tendini e al tessuto negli organi. Il Centre for Medical Discovery, basato nel St Vincent Hospital di Melbourne, ha sviluppato in collaborazione con le università di Melbourne e di Wollongong la Biopen, una penna stampante 3D caricata con ‘inchiostro’ di cellule staminali, già sperimentata con successo su pecore per riparare lesioni alle giunture.
Il chirurgo ortopedico Claudia Di Bella ha spiegato alla radio nazionale Abc che il trattamento comporta il prelievo di cellule staminali dal paziente prima dell’intervento, per poi caricarle in speciali cartucce. “La penna – ha detto – imprime le cellule su un materiale detto hydrogel che permette loro non solo di sopravvivere ma anche di moltiplicarsi per poi creare tipi desiderati di tessuti, nel nostro caso cartilagine”.
“L’obiettivo è di riparare certe lesioni come quelle nella cartilagine, che al momento sono impossibili da riparare”. L’idea è di trattare tempestivamente persone giovani, specialmente atleti, in modo da prevenire o almeno rallentare in seguito l’insorgenza di osteoartrite.
Nelle sperimentazioni su pecore, ha spiegato il chirurgo, la tecnologia si è rivelata facile da applicare e senza complicazioni. “Il tipo di cartilagine che siamo riusciti a creare è di molto superiore rispetto ad altre tecniche standard, che abbiamo testato sulle stesse pecore e che sono quelle normalmente usate su esseri umani”. Secondo la studiosa, è una svolta importante e non solo per gli atleti, perché sarà di aiuto per il sollievo dal dolore e per il ritorno a normali attività. “In uno schema più ampio – conclude – se si potrà ridurre il numero di persone che soffriranno di osteoartrite più tardi nella vita, vi saranno forti risparmi di spesa medica nella società”.

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Da autismo a schizofrenia, un passo avanti verso la medicina di precisione

Mini cervelli umani ricreati in 3D mostrano ‘in diretta’ lo sviluppo delle connessioni nervose del feto, permettendo così di osservare e correggere in provetta i meccanismi ‘inceppati’ responsabili dell’insorgenza di malattie neurologiche di origine genetica, come particolari forme di autismo e schizofrenia. Il risultato, che rappresenta un importante passo avanti verso la medicina di precisione, è pubblicato su Nature dall’università californiana di Stanford. 

I ricercatori, guidati dal neuroscienziato Sergiu Pasca, hanno riprogrammato alcune cellule della pelle umana trasformandole in staminali indotte e poi in cellule nervose. Una volta differenziate, queste cellule sono state coltivate in 3D per formare due strutture sferiche che ‘mimano’ la porzione dorsale e quella ventrale della regione del cervello chiamata ‘prosencefalo’. 
Nel giro di tre giorni, i due ‘sferoidi’ posti nella stessa piastra per la coltura si sono fusi spontaneamente e hanno dato vita alla migrazione dei neuroni da uno sferoide all’altro, proprio come avviene tra le due porzioni del prosencefalo fetale durante la seconda metà della gravidanza. Lo stesso esperimento è stato rifatto usando cellule prelevate da pazienti affetti da una malattia genetica molto rara e letale chiamata ‘sindrome di Timothy’, caratterizzata da disturbi di tipo autistico ed epilettico. In questo caso, si è osservato che il meccanismo di migrazione dei neuroni è alterato, ed è stato perfino possibile correggerlo grazie all’impiego di due farmaci. 

La rivista Nature pubblica anche un secondo studio condotto dal gruppo di ricerca dell’italiana Paola Arlotta, all’Università di Harvard, che è riuscito a sviluppare dei cervelli in miniatura che possono essere mantenuti in coltura per un tempo molto lungo, superiore ai nove mesi. Questi organoidi contengono diversi tipi di cellule al loro interno, incluse cellule nervose della retina: per questo è possibile ‘telecomandare’ la loro attività con la luce.

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Aiuterà i trapianti e i test di farmaci e cosmetici

Realizzata la prima stampante 3D per la pelle umana, che produce in tempi rapidi e a basso costo tessuti destinati ai trapianti e alla sperimentazioni di farmaci, cosmetici e sostanze chimiche. Usando un mix di cellule umane e plasma, il dispositivo realizzato da José Luis Jorcano, dell’università Carlo III di Madrid, e pubblicato sulla rivista Biofabrication, è in grado di stampare lembi quadrati di pelle dal lato di 10 centimetri in appena 35 minuti.

Strati come quelli della pelle naturale

Esattamente come le stampanti 3D tradizionali che realizzano oggetti sovrapponendo sottili strati di materiale, il dispositivo realizzato dai ricercatori spagnoli stampa tessuti molto simili alla pelle umana. In sostituzione del normale ‘inchiostro’, normalmente fatto da materiali plastici, la biostampante sovrappone strati di plasma e cellule prelevate per mezzo della biopsia e fatte moltiplicare in provetta. La stampante riesce a riprodurre fedelmente la struttura della pelle, con uno strato più esterno che protegge dall’ambiente esterno, e un secondo più sottile ricco di collagene, la proteina che garantisce l’elasticità.
Lo strumento, già pronto per sperimentare farmaci o cosmetici, pronette di ridurre tempi e costi rispetto alle tecniche usate finora. “Questo metodo di bioprinting – ha detto Alfredo Brisac, amministratore delegato di BioDan, l’azienda che collabora al progetto – permette di produrre pelle in modo standardizzato, in forma automatizzata, e con un processo meno costoso della produzione manuale”.

Verso le fabbriche di organi

La stampa 3D della pelle è l’ultima arrivata in quella che è ormai una ‘fabbrica’ di organi che vengono costruiti con questa tecnica nata principalmente all’interno dei fablab, i ‘garage’ degli artigiani che sfruttano le nuove tecnologie per il loro lavoro. Dopo laringe, trachea e cartilagini prodotte con tecniche simili, il nuovo risultato conferma le grandi potenzialità offerte dalle stampanti 3D nel campo della medicina.

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Utili per sviluppare nuovi farmaci e vaccini

Le malattie infettive possono essere ‘imprigionate’ e studiate all’interno di microscopiche sfere in 3D che mimano le condizioni presenti nel corpo umano: sviluppate dai ricercatori dell’Universita’ di Southampton in collaborazione con lo University College di Londra, potranno accelerare lo sviluppo di nuovi farmaci e vaccini, come dimostrano i primi test fatti in laboratorio su cellule infettate dalla tubercolosi. I risultati sono pubblicati sulle riviste eLife e mBio.
”Crediamo che si tratti di un importante passo avanti nel campo della ricerca sulla tubercolosi, un’infezione che ogni anno uccide 1,8 milioni di persone nel mondo”, commenta Paul Elkington, a capo del gruppo di ricerca di Southampton.
Le sfere tridimensionali in cui vengono incapsulate e studiate le cellule umane infettate ”possono essere prodotte con una matrice di collagene, in modo da essere piu’ somiglianti ai polmoni: cosi’ – spiega il ricercatore – si crea un ambiente in cui gli antibiotici possono combattere l’infezione, cosa che non riescono a fare negli altri modelli di studio bidimensionali”.
Le sfere 3D, inoltre, hanno la capacita’ di prolungare gli esperimenti fino a tre settimane, ben quattro volte piu’ a lungo rispetto ai vecchi modelli 2D: questo permette ai ricercatori di capire come evolve l’infezione e quali sono gli effetti dei diversi interventi terapeutici nel tempo.
Ora le ricerche proseguiranno in collaborazione con l’African Health Research Institute di Durban, in Sud Africa, dove l’incidenza della tubercolosi e’ particolarmente elevata. ”Siamo felici di ampliare la nostra ricerca e di avere l’opportunita’ di combinare esperienze diverse per sviluppare un sistema avanzato di indagine che puo’ essere applicato ad un vasto numero di infezioni, soprattutto quelle prevalenti nei Paesi piu’ poveri”, afferma Elkington. ”Useremo il nostro modello 3D per integrare l’approccio ingegneristico e quello biologico con campioni clinici che permettano di creare un modello completamente nuovo per lo studio delle infezioni”.

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Una nuova impronta alla chirurgia nuorese all’insegna di “tecnologia e innovazione”, finalizzata alla qualità e sicurezza del paziente. Grosse novità anche negli ambulatori del reparto. Una grossa rivoluzione in campo biomedico a Nuoro. Da oggi, gli occhialini 3D non si useranno soltanto per la visione dei grandi kolossal hollywoodiani, ma anche in campo sanitario. Il Dott. Carlo De Nisco, Direttore dell’Unità Operativa di Chirurgia Generale presso l’Ospedale San Francesco di Nuoro, illustra la nuova tecnica di laparoscopia in 3D, con la quale si ha la percezione di essere tornati indietro nel tempo, quando l’intervento si faceva a “cielo aperto”. La sensazione, in effetti, anche per un profano, è proprio quella di essere immersi all’interno del corpo umano, nonostante si operi in laparoscopia. Un colonna, un video ad alta definizione, e un paio di occhialini per vedere la tridimensionalità nello schermo, oltre naturalmente a una telecamera con due “occhi”, e un software ad alta definizione, che riproduce fedelmente la realtà su 3 dimensioni, consente oggi ai chirurghi di operare con maggior precisione e definizione, perché permette un orientamento spaziale più preciso e la visione della profondità. Grazie alla disponibilità e lungimiranza del Commissario Straordinario dell’Azienda Sanitaria Locale di Nuoro, Dott. Mario Carmine Antonio Palermo, e del Direttore delServizio Provveditorato e Risorse Materiali, Dott. Antonello Podda, è stato possibile, su richiesta proprio del Dott. De Nisco, dotare di tecnologia avanzata sia il Reparto di Chirurgia che la Sala Operatoria. Due, in particolare, le innovazioni introdotte per migliorare la sicurezza e la qualità offerta ai pazienti. Sala operatoria: 1) due modernissime colonne laparoscopiche Olympus con tecnologia 3D 2) suturatrici per anastomosi intestinali guidate dal Robot da Vinci 3) sistemi di insufflazione avanzata per lavorare sia in laparoscopia che in robotica (airseal) L’innovativo sistema laparoscopico Full-HD 3D si basa su schermi ad alta definizione e occhiali 3D ed è stato fornito dalla ditta Olympus. La ASL di Nuoro ha acquistato due colonne per permettere interventi in contemporanea in più sale. Questa tecnologia viene regolarmente utilizzate nella sala operatoria dal giugno 2016 dal Dott Carlo De Nisco Direttore dell’Unita Operativa di Chirurgia Generale, e da tutta la sua equipe . «Questa tecnologia – spiega Dott. De Nisco – consente di migliorare l’atto chirurgico, perché è come operare con i propri occhi, permette la visione di maggiori dettagli favorendo maggiore sicurezza e precisione». «La nuova tecnologia – continua il Direttore della Chirurgia nuorese – la utilizziamo regolarmente per operare sia patologie benigne (colecisti, laparoceli, ernie) che tumori dell’apparato digerente (stomaco, colon, fegato ecc). Inoltre siamo stati i primi in Sardegna ad acquistarla e ad utilizzarla regolarmente». Gli interventi laparoscopici (mini invasivi) vengono eseguiti con visione tridimensionale, permettendo al chirurgo la percezione della profondità, facilitando l’individuazione dei piani chirurgici e del movimento degli strumenti manuali nel campo di visione. Questo comporta un incremento notevole della velocità di alcuni gesti chirurgici che richiedono molta precisione, come l’esecuzione delle suture, ad oggi possibili con la stessa qualità solo con la chirurgia robotica, e la possibilità di un più rapido e migliore apprendimento da parte dei giovani chirurghi nell’eseguire l’intervento chirurgico. Il tutto finalizzato alla sicurezza del paziente, alla riduzione dei tempi di degenza e alla qualità del servizio erogato, permettendo di offrire al territorio un’opzione chirurgica al passo con i tempi. Attività ambulatoriale: un nuovo sistema “taglia code”, con prenotazione delle prestazione anche tramite applicazione da cellulare, permette una gestione chiara e fluida delle prestazioni ambulatoriali quotidianamente erogate nel Reparto di Chirurgia Generale (prestazioni CUP, Prericoveri, Proctologia, Ecografia interventistica, piccoli interventi chirurgici, Senologia, Chirurgia Plastica). Da quando il nuovo sistema è entrato a regime la qualità percepita, tanto dai pazienti quanto dagli stessi operatori sanitari, è notevolmente migliorata. Sempre all’insegna del rispetto di sicurezza e qualità del servizio erogato ai pazienti – sia nel reparto che nelle sale operatorie della Chirurgia Generale – sono le varie check list ormai a regime da diverso tempo (cultura che, il Dott. De Nisco ha appreso dalla formazione ricevuta, in collaborazione con i piloti dell’aviazione, presso il SIMANNU, il Centro di simulazione medica di Nuoro, il primo di questo tipo nato in Sardegna e uno dei pochissimi che si trova in Italia) per la gestione delle attività quotidiane di sala operatoria (preparazione del paziente) e allestimento della strumentazione. Grande la soddisfazione della Direzione Aziendale che ha condiviso e sponsorizzato la visione futuristica del Dott. De Nisco: «Questo nuovo primato del San Francesco dimostra come tecnologia, sicurezza, esperienza, lungimiranza, professionalità degli operatori di sanità (medici e infermieri, ma anche personale amministrativo) creano una “realtà straordinaria”, che si pone come obiettivo quello di curare al meglio il cittadino, garantendogli cure sempre più moderne ed efficaci».

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Possibile vedere anche gli organi interni

Per la prima volta è possibile vedere il feto in 3D, grazie a una tecnica basata sulla combinazione di immagini rilevate con la Risonanza magnetica e su tecnologie di realtà virtuale. Le immagini difficili da interpretare delle attuali ecografie potrebbero quindi in futuro lasciare spazio a quelle tridimensionali. Messa a punto e sperimentata nella Clinica di Diagnostica per Immagini di Rio de Janeiro, la nuova tecnologia è stata presentata al convegno della Società di Radiologia del Nord America.

Immagini in 3D anche degli organi interni


”Poter vedere il feto in 3D in combinazione con tecnologie di realtà virtuale può migliorare la nostra comprensione delle strutture anatomiche del feto”, ha detto uno degli autori, Heron Werner. La tecnologia, ha aggiunto, può essere utilizzata per scopi medici e didattici. Il modello 3D permette inoltre di ricostruire la struttura interna del feto, comprese vie respiratorie e organi, permettendo in questo modo di individuare eventuali anomalie per aiutare a prendere decisioni su eventuali cure da affrontare prima della nascita o subito dopo.

Immagini più nitide


La tecnologia combina le immagini 3D, ottenute assemblando le immagini rilevate con la risonanza magnetica, e la realtà virtuale grazie al visore Oculus Rift. Le immagini 3D, infatti vengono viste attraverso il visore, che permette di vedere il feto ‘da vicino’: ”l’esperienza è meravigliosa – ha detto Werner – e le immagini sono più nitide e chiare rispetto a quelle dell’ecografia e della risonanza magnetica”.

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Assegnati in Usa i NI Impact Award

Un radar per ‘pulire’ le piste di decollo degli aerei, un’impalcatura per rigenerare organi usando le cellule staminali e Alan, un braccio robotico per aiutare la riabilitazione dopo un ictus: sono alcuni dei progetti premiati al NI Impact Award in occasione dell’evento di tecnologia NI week, organizzato a Austin (Texas) dalla National Instruments. 

”Uno dei pericoli degli aerei in fase di decollo sono eventuali detriti, anche piccoli, che possono trovarsi lungo le piste e individuarli non è così facile”, ha spiegato Shunichi Futatusumori, dell’Istituto giapponese di ricerca di navigazione elettronica. Il problema è emerso in tutta la sua gravità nel 2000, quando un Concorde colpì sulla pista di decollo degli oggetti metallici persi da un aereo decollato poco prima provocando un incidente in cui morirono 113 persone. 

Il progetto sviluppato dai giapponesi consiste in una serie di radar posizionati lungo la pista capaci di rilevare detriti dalle dimensioni che arrivano fino a 5 centimetri. “La maggiore difficoltà che abbiamo dovuto superare – ha precisato Futatusumori – è stata quella dell’analisi, in tempo reale o quasi, della grande mole di dati in arrivo dai radar”. La nuova tecnologia ha superato i test dell’ente dell’aviazione civile giapponese e i primi dispositivi saranno installati negli aeroporti tra 5 anni. 

Tra i 10 premiati c’è anche il progetto dell’azienda americana Biostage, che ha semplificato un metodo per la rigenerazione di organi umani a partire da cellule staminali. Usando degli speciali ‘incubatori’, i ricercatori sono in grado di reimpiantare strutture come la trachea in persone che ne hanno subito l’asportazione. Premiati infine anche Alan, il braccio robotico ideato dall’università britannica di Leeds per la riabilitazione di persone colpite da ictus, e un dispositivo costruito dall’azienda australiana Icon Technologies per ‘guardare’ in 3D come si propagano le fratture all’interno delle rocce.

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Dal Politecnico Milano, esercita attenzione e concentrazione

Un paio di occhiali “magici” permette ai bambini con disabilità intellettiva di immergersi a 360 gradi nelle storie raccontate loro dai terapisti durante la riabilitazione e offre esperienze nuove e coinvolgenti nella realtà virtuale che stimolano la curiosità e permettono di esercitare la capacità di attenzione e concentrazione.

Il progetto si chiama Wildcard e rappresenta un caso di utilizzo della tecnologia di realtà virtuale immersiva indossabile come strumento terapeutico.

Wildcard combina un visore indossabile (il visore Google Cardboard), una app per un normale smartphone inserita nel visore, uno schermo digitale (o un proiettore) e una applicazione web.

Grazie all’effetto delle lenti, i contenuti interattivi presentati nello smartphone vengono percepiti come spazi 3D immersivi, che possono essere esplorati direzionando e fissando lo sguardo. Lo schermo esterno permette ai terapisti di visualizzare ciò che fissano i bimbi.

La applicazione web raccoglie automaticamente i dati relativi alla interazione del bambino, permette ai terapisti di visualizzare i livelli di attenzione e offre la possibilità di modificare vari parametri della storia, per adattarla alle esigenze e alle capacità di ogni soggetto.

Il sistema è stato sviluppato dal gruppo I3Lab – Innovative Interactive Interfaces presso il Laboratorio HOC del Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria del Politecnico di Milano. Progettazione e sperimentazione sono state svolte in collaborazione con i terapisti e gli educatori di L’abilità Onlus di Milano, un centro specializzato nella riabilitazione dei bambini con disabilità intellettiva.

Il visore applica il principio della stereoscopia e utilizza due lenti biconvesse inserite in un semplice assemblaggio di cartone o di plastica. Mentre sullo schermo dello smartphone compaiono due scene, sfasate relativamente ad ogni occhio, il cervello di chi guarda dentro al visore percepisce una immagine unica, con una visione a 360°. La direzione della testa definisce la direzione dello sguardo; il movimento della testa determina un cambio di visuale nello spazio virtuale 3D creando un effetto immersivo.

Un oggetto virtuale interattivo si “attiva” (ad esempio, inizia a muoversi) se il focus visivo, evidenziato da un pallino giallo, viene mantenuto sufficientemente a lungo sull’elemento. Sullo schermo digitale esterno appaio le coppie di immagini riprodotte via via sulla app.

Wildcard è sto sperimentato per tre mesi (febbraio-aprile 2016) di presso il centro L’Abilità Onlus e ha coinvolto 11 bambini di età compresa tra i 6 e 10 anni con diverse disabilità intellettive (autismo, ritardo psicomotorio, disturbo generalizzato dello sviluppo non altrimenti specificato, disturbo specifico dell’apprendimento, sindrome di Down, sindrome di Sotos) e diversi livelli di gravità. Ciascun bimbo ha partecipato in media a 10 sessioni di uso dei Wildcard.

Il potenziale rischio di una estraniazione dal mondo reale è stato evitato attraverso il continuo stimolo verbale offerto dai terapisti durante l'”immersione” dei bimbi nel mondo virtuale e la combinazione dell’uso di Wildcard con attività di storytelling utilizzando libri tradizionali.