Trattamento di pazienti pediatrici con ustioni gravi

Trattamento di pazienti pediatrici con ustioni gravi usando maschere facciali prodotte con le stampanti 3D Formlabs

Il centro di riabilitazione pediatricaRomans Ferrarisituato vicino a Lione, in Francia, offre cure a bambini e adolescenti che hanno subito traumi, danni cerebrali, tumori cerebrali, politrauma e ustioni gravi.

Il centro ha una vasta esperienza nel fornire trattamenti in caso di gravi ustioni al viso, anche mediante l'uso di maschere di compressione specializzate che riducono il rischio di complicanze e la formazione di cicatrici. Tuttavia, il tradizionale sistema di produzione di queste maschere comportava un workflow poco agevole che poteva provocare disturbo post-traumatico da stress nei pazienti pediatrici.

La collaborazione di diversi team di tecnici medici e tecnici protesisti, supportati dagli studenti di ingegneria del centro di ricerca universitario École Centrale di Lione e da 3DZ France, ha permesso di mettere a punto un workflow digitale per creare maschere di compressione personalizzate per il trattamento delle ustioni al viso usando la scansione 3D e le stampanti 3D Formlabs.

Come vengono trattate le ustioni gravi

Il centro Romans Ferrari accoglie bambini e adolescenti da tutta la Francia. Il percorso di cura prevede l'utilizzo di dispositivi di compressione che coadiuvano la maturazione e la guarigione delle cicatrici, evitando complicanze, migliorando la consistenza della cicatrice, rendendo più flessibile la pelle e aiutando il corpo a sviluppare, durante la crescita, cicatrici il cui aspetto e la cui consistenza siano il più gradevoli possibile.

Oltre alle tradizionali compressioni usate dalle unità per il trattamento delle ustioni di tutto il mondo, il team del Romans Ferrari ha sviluppato anche dispositivi personalizzati che includono interventi specializzati, chiamati dispositivi di crescita e maturazione (DMDG, Device of Maturation and Dermal Growth) dal centro, i quali consentono un trattamento più mirato a livello della cicatrice e una modalità di lavoro più minuziosa sulla progressione della cicatrice in termini di adesione ed elasticità al suo interno.

In passato, le maschere di compressione per le ustioni al viso erano realizzate a partire da calchi in gesso. L'orto-protesista creava uno stampo negativo con strisce di gesso, dalle quali costruiva un modello positivo che utilizzava per la termoformatura della maschera finale.

"Tale procedura richiedeva che i pazienti rimanessero immobili durante la realizzazione del calco in gesso, la cui durata era di circa mezz'ora. Questo può risultare difficile, soprattutto quando si ha a che fare con pazienti pediatrici, e può riattivare sintomi di disturbo post-traumatico da stress, dal momento che le bende sono tiepide e il paziente può trovare sgradevole il fatto di avvertire calore sul viso". Ha dichiarato Sara Arias, Dottoressa in riabilitazione medica e fisica presso il centro Romans Ferrari.

Invenzione di un workflow digitale per la creazione di maschere facciali di compressione

Per comprendere se la stampa 3D potesse essere utilizzata per produrre la maschera direttamente o per migliorarne il processo di creazione, sono stati coinvolti gli studenti di ingegneria del centro di ricerca universitario École Centrale di Lione. In seguito a ricerche esaustive durate sei mesi, i risultati hanno mostrato che la stampa 3D può essere usata per produrre i calchi positivi che in passato erano realizzati in gesso.

Ma questa era solo una parte dello studio, poiché il team doveva trovare un modo di digitalizzare tutto il workflow. È stato quindi coinvolto3DZ France, un rivenditore Formlabs e integratore di attrezzature per la stampa 3D, che ha collaborato con il team del Romans Ferrari per trovare la soluzione migliore per ogni fase del workflow. Ciò prevedeva di riprodurre digitalmente, con elevata precisione, l'attuale processo manuale, trovare la giusta soluzione di stampa 3D per la creazione delle maschere e convalidare l'intero workflow.

Il nuovo workflow comporta la scansione del viso dei pazienti con uno scanner 3D e l'uso di un software CAD per progettare una maschera sulla base di tale scansione. Prima della scansione, i medici contrassegnano sul viso i punti sui quali verranno utilizzati i dispositivi DMDG e l'orto-protesista usa una penna digitale per aggiungere con precisione al design questi dettagli incisi. La maschera viene quindi stampata in 3D su unastampante 3D a sinterizzazione laser selettiva (SLS) Fuse1di Formlabs e utilizzata come stampo positivo per latermoformaturadella maschera finale.

Le maschere vengono stampate in 3D su una stampante 3D SLS della serie Fuse.

I dispositivi sono prodotti a mano su stampi realizzati in 3D in silicone, che vengono poi utilizzati come stampo positivo per la termoformatura della maschera finale su un foglio di plastica trasparente.

Condivisione dell'innovazione affinché i pazienti di tutto il mondo possano ricevere un trattamento migliore

Il team del Romans Ferrari ha trattato oltre 100 pazienti usando il nuovo workflow digitale e si augura di poter rendere disponibili le innovazioni sviluppate a un numero sempre maggiore di pazienti.

Attualmente il centro Romans Ferrari cura circa il 25% dei pazienti pediatrici con gravi ustioni in Francia e ha collaborato con medici sia in Francia sia in altri Paesi, come Italia e Giordania.

Grazie all'uso delle tecnologie digitali, è stato possibile fornire un trattamento anche a pazienti che non vivono a Lione. Il centro Romans Ferrari ha recentemente collaborato con l'organizzazione Medici Senza Frontiere in Giordania, dove i medici hanno sottoposto a scansione il viso di un paziente e inviato il file digitalizzato al centro di riabilitazione pediatrico. Il team ha così potuto produrre dispositivi di compressione in Francia e spedirli in Giordania.

Christophe Debat, direttore generale del centro Romans Ferrari, si augura di poter trovare nuovi partner in altri Paesi che mettano a disposizione gli scanner e dottori che progettino i dispositivi medici, che il centro produrrebbe poi al prezzo di costo, cosicché anche altre persone possano trarre beneficio da questa innovazione.