Sfide:
Il team del Tel Aviv Medical Center, di PTC e di Hexagon doveva creare un impianto personalizzato per sostituire la scapola di una giovane paziente malata oncologica. Il progetto ha richiesto un'elevata precisione, necessaria per gestire la complessità del problema, spingendo il team a ricercare un equilibrio ottimale tra vincoli anatomici, medici, ingegneristici, produttivi e di certificazione.
Risultati:
Utilizzando la potenza degli strumenti di Creo per la progettazione dedicata all'additive manufacturing e le simulazioni ad alta fedeltà, il team è riuscito a creare, sotto la supervisione degli esperti del Tel Aviv Medical Center, un impianto di scapola completamente personalizzato. La parte è stata fabbricata e certificata utilizzando la tecnologia Hexagon in modo da favorire il rapido recupero e il ripristino della mobilità della paziente.
Prodotti e tecnologie utilizzati:
PTC Creo, VGSTUDIO MAX e Simufact Additive di Hexagon
Introduzione
In una convergenza innovativa di medicina, progettazione tecnica e tecnologia, un team di livello mondiale composto dal Tel Aviv Medical Center, da PTC e da Hexagon ha realizzato una scoperta rivoluzionaria in campo medico: un impianto di scapola completamente personalizzato progettato e realizzato appositamente per una giovane paziente oncologica. Insieme, questi team hanno stabilito un nuovo standard per l'assistenza sanitaria personalizzata, spingendo i confini del possibile nel campo della progettazione tecnica digitale per gli impianti medici.
Percorso della paziente e necessità di soluzioni personalizzate
Il percorso è iniziato quando una giovane paziente, tormentata da mesi di dolore e difficoltà di movimento, ha ricevuto la diagnosi di un raro tumore. La risonanza magnetica ha evidenziato un danno esteso alla scapola e un tumore aggressivo infiltratosi nei muscoli circostanti. La paziente doveva affrontare un percorso impegnativo che prevedeva l'immediata rimozione dell'osso colpito, cercando di preservare al massimo le funzionalità della spalla.
Pianificazione innovativa attraverso la progettazione tecnica avanzata
Inizialmente la paziente è stata trattata con la chemioterapia per la riduzione del tumore, ma ha dovuto subire l'asportazione completa della scapola, un intervento denominato "scapulectomia". La possibilità, per la paziente, di perdere la funzionalità della spalla ha spinto il team verso una strada diversa: progettare e impiantare una scapola in titanio personalizzata, stampata in 3D e realizzata in modo da rispecchiare l'anatomia della persona. Questo approccio avrebbe favorito il ripristino della mobilità della paziente, ridefinendo i futuri protocolli di trattamento per gli interventi chirurgici ortopedici complessi.
Design innovativo dell'impianto
I requisiti e le sfide essenziali per la progettazione dell'impianto includevano:- Conservazione del volume, della forma e della cinematica anatomica originali del paziente.
- Ottimizzazione delle proprietà meccaniche dell'impianto riducendo al minimo il peso.
- Fornitura di un set ottimale di punti di ancoraggio per l'attacco muscolare.
- Implementazione di una struttura reticolare avanzata per facilitare la crescita del tessuto connettivo e dei muscoli, sfruttando Creo Design for Metal Additive Manufacturing per ridurre al minimo supporti e distorsioni.
- Inserimento del minor numero possibile di superfici per garantire una cinematica articolare fluida.
- Utilizzo di simulazioni meccaniche avanzate per verificare la capacità portante dell'impianto per i movimenti della spalla e del braccio.
- Fabbricabilità e riduzione delle prove di stampa da eseguire dell'impianto usando Simufact Additive per la simulazione e la compensazione dei processi termomeccanici che causano la distorsione delle parti durante la stampa.
- Verifica della qualità di stampa per la certificazione, sfruttando VGSTUDIO MAX per elaborare i dati di scansione TC e determinare la qualità della struttura complessa e le proprietà del metallo stampato.
Risultato storico dell'intervento chirurgico e recupero della paziente
L'intervento è riuscito perfettamente, consentendo di adattare in modo perfetto l'impianto personalizzato all'anatomia della paziente. La parte è stata personalizzata con precisione grazie alla progettazione di Creo e agli strumenti di certificazione di Hexagon, ricoprendo un ruolo fondamentale nel rapido recupero della paziente, che ha iniziato a riacquistare la mobilità nel giro di pochi giorni, a testimonianza dell'eccellenza ingegneristica dell'impianto. Oggi la paziente si trova nella fase di riabilitazione a seguito del ripristino della propria funzionalità motoria e ha ottenuto una migliore qualità della vita.
La nuova era della medicina personalizzata
La collaborazione fra queste aziende ha ridefinito la medicina personalizzata attraverso l'integrazione delle tecnologie del digital thread per la creazione di soluzioni personalizzate in grado di supportare l'efficace ricrescita dei tessuti molli. Ciò rappresenta una rivoluzione copernicana per i pazienti affetti da tumori scheletrici complessi: la tecnologia innovativa consente di facilitare le cure mediche. Il dottor Solomon Dadia, responsabile dell'unità di innovazione chirurgica e stampa 3D del Tel Aviv Sourasky Medical Center, ha sottolineato l'importanza di questi progressi:
- Dr. Solomon Dadia, Capo dell'Unità di Innovazione Chirurgica e Stampa 3D presso il Tel Aviv Sourasky Medical Center
Informazioni sui collaboratori
Tel Aviv Medical Center: leader nell'assistenza incentrata sul paziente e nel miglioramento delle tecniche chirurgiche all'avanguardia.
PTC: leader nel campo della trasformazione digitale, che ha ottenuto importanti progressi nel campo delle soluzioni mediche personalizzate.
Hexagon: ha ottenuto avanzamenti medici sicuri e certificati creando rapidamente componenti di alta qualità mediante un digital twin che consente di prevedere e migliorare i processi di fabbricazione.
Conclusioni
Questa storia riguarda la straordinaria convergenza fra tecnologia e fattore umano: il rapido recupero della paziente ha messo in evidenza il profondo impatto ottenuto dalle soluzioni mediche personalizzate. Dalla diagnosi al ripristino della mobilità della paziente, questo progetto sottolinea il modo in cui Creo e la collaborazione interdisciplinare stanno plasmando il futuro dell'assistenza sanitaria attraverso soluzioni personalizzate in base alle esigenze di ciascun paziente.