Dalla Toscana la valvola aortica
di nuova generazione
Rappresentazione schematica CAD 3D del sistema di deposizione "spray" con
braccio robotico dotato di 6 gdl. a) veduta d'insieme; b) particolare del
sistema di deposizione "spray" a doppio eiettore convergente. (foto gentilmente
concesse da Scienzia Machinale, Navacchio, Pisa)
Polimerica, impiantabile mediante piattaforma robotizzata con tecniche di
chirurgia mininvasiva, è realizzata con una tecnologia spray attraverso
modellizzazione CAD e stampa 3D. Il Team proponente degli autori è quello del
Laboratorio di Biomateriali, dell’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR di
Massa
Una valvola aortica polimerica di nuova generazione, impiantabile con tecniche
di chirurgia mininvasiva attraverso un braccio robotico, è in corso di
realizzazione nell’ambito del progetto ValveTech, di cui è Coordinatore Giorgio
Soldani, dell’Istituto di Fisiologia Clinica del Consiglio Nazionale delle
Ricerche (IFC-CNR) di Massa.
Valvola realizzata nel progetto 3D valve.
a) visione atriale, b) visione ventricolare (foto gentilmente concesse da
IFC-CNR, Massa)
“ValveTech mira a superare l’intervento a torace aperto e guarda alla chirurgia
mini-invasiva e alla realizzazione di una valvola personalizzata (custom-made)
in base all’anatomia valvolare specifica del paziente”, spiega Giorgio Soldani.
“La valvola polimerica a corpo unico che abbiamo brevettato prevede ancora una
protesi (stent) di supporto, come quelle tradizionali, ma è allo studio una
nuova valvola dotata di uno stent flessibile, ripiegabile ed espandibile. Dal
confronto tra i biologi esperti di biomateriali di IFC-CNR di Massa, gli
ingegneri della Scuola Superiore S. Anna di Pisa, del gruppo EndoCAS-Centro per
la Chirurgia Assistita dal Calcolatore dell’Università di Pisa e i
cardiochirurghi della Fondazione Toscana G. Monasterio di Massa, è nata l’idea
di sviluppare un braccio robotico in grado di raggiungere il sito di intervento
e posizionare la valvola in modo sicuro, veloce ed efficace. La nuova valvola,
in sostanza, dovrà autosostenersi, attraverso l’espansione di una ‘gabbia’ di
cromo-cobalto, che dovrà garantire l’impianto della protesi senza punti di
sutura e senza deterioramento dei lembi durante la fase di ripiegatura”.
Valvola realizzata nel progetto 3D valve.
a) visione atriale, b) visione ventricolare (foto gentilmente concesse da
IFC-CNR, Massa)
“L’universo di riferimento è quello delle valvole polimeriche di nuova
concezione, pensate per ovviare a tutti i limiti e a le criticità dei
dispositivi cardiovascolari attualmente in uso”, prosegue Giorgio Soldani,
Responsabile del Laboratorio di Biomateriali di IFC-CNR. “Parliamo
principalmente di condizioni di flusso non fisiologiche e obbligo di terapie
anticoagulanti per le valvole meccaniche, di problemi di calcificazione e durata
per le biologiche. E poi c’è il costo, considerevole, che il progetto ValveTech
mira a contenere attraverso sia il materiale di impiego, un mix di policarbonato
uretano e silicone, sia la tecnica di fabbricazione, che parte da calchi e
prototipi attraverso la tecnologia spray”. ValveTech ha vinto un bando Fas
Salute della Regione Toscana ed è il prosieguo di un altro progetto, 3D valve,
con cui è già stata realizzata una valvola cardiaca polimerica (vpc) a corpo
unico utilizzando un materiale innovativo e una tecnologia spray-robotizzata, in
grado di ricoprire con precisione un calco generato attraverso modellizzazione
CAD e stampa 3D.
“Una volta selezionato e messo a punto il materiale lo abbiamo sottoposto a test
di degradazione idrolitica, calcificazione, bio ed emocompatibilità, ottenendo
ottimi risultati. Poi abbiamo proseguito lavorando sulle geometrie dei foglietti
valvolari, per renderle simili a quella della valvola aortica naturale e ridurre
così al minimo Ie complicazioni trombo emboliche. Sulla valvola polimerica a
corpo unico c’è già una domanda di brevetto italiano da poco esteso a livello
internazionale, contitolari CNR e Istituto Humanitas di Milano”, spiega il
direttore dell’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR, Giorgio Iervasi.
“Le vpc sono state sottoposte a test idrodinamici e di fatica in apposite
macchine di prova. Alcuni campioni hanno superato i 50 milioni di cicli in un
test accelerato (1000 bpm), corrispondenti a circa 17 mesi di impianto in vivo.
La sperimentazione in vivo è in corso da gennaio presso il Centro di
cardio-chirurgia sperimentale dell'Università di Leuven in Belgio. Il
monitoraggio eco-doppler della valvola ha dimostrato un buon funzionamento senza
somministrazione di farmaci anticoagulanti”, conclude Soldani. “L’interesse
concreto di imprese o fondi di venture capital potrebbe essere cruciale per
arrivare con successo alla sperimentazione clinica. Il progetto prevede un
significativo investimento iniziale in tecnologia, che potrebbe essere
ampiamente ripagato dai minori costi dei dispositivi realizzati, dalla minore
invasività dell’intervento chirurgico e quindi dalla riduzione della morbilità
postoperatoria. Il futuro va nella direzione di dispositivi biomedici sempre più
personalizzati ed applicabili”.