Coronarie stampate in 3D: la nuova frontiera per stent su misura e per individuare precocemente le placche a rischio di infarto

Ci sono quelli che le usano per stampare presine da cucina, supporti per telefoni cellulari, bijoux in plastica e altre amenità. Ma le stampanti 3D possono avere interessanti applicazioni anche nel campo della medicina e una delle ultime dimostrazioni in tal senso viene dall’Università di Melbourne che ha pubblicato una ricerca su European Heart Journal.
 
In questa università, cardiologi e bioingegneri utilizzano dei supercomputer per ricreare dei modelli tridimensionali del cuore dei loro pazienti cardiopatici, avvalendosi di fotografie realizzate da un apparecchio filiforme, anzi più sottile di un capello, che viene introdotto all’interno delle loro coronarie.
 
Le immagini vengono ‘scattate’ nel corso di una normale angiografia coronarica e caricate poi in uno speciale computer, che produce, nell’arco di appena 24 ore, una ‘stampata’ 3D delle arterie esaminate. Questo consente ai cardiologi di acquisire importanti informazioni non solo della struttura del vaso, ma anche del comportamento del flusso di sangue al suo interno. Dettagli preziosi che aiutano a scegliere lo stent più adatto per quell’arteria parzialmente bloccata da una placca, ma anche ad individuare delle placche critiche, a volte ‘invisibili’ con le tecniche tradizionali.
 
“Utilizzando delle scansioni cardiache ultrasensibili, combinate con modelli derivati da supercomputer – spiega Peter Barlis, cardiologo interventista dell’Università di Melbourne (nella foto) – siamo oggi in grado di stampare segmenti delle arterie dei pazienti”.  Sperano così di riuscire a produrre degli stent su misura, che ‘calzino’ alla perfezione nella loro arteria. Non esistono due arterie uguali, così come ognuno di noi è diverso dall’altro. Le coronarie hanno diverse ramificazioni e dimensioni, che diventano man mano più piccole. E così come detriti che si accumulano lungo la riva di un fiume, una placca può svilupparsi in alcuni punti precisi di un’arteria.
Queste nuove tecnologie sono in grado di disegnare un quadro più preciso di queste aree. “Idealmente – prosegue Barlis – questi modelli potrebbero consentici di prevedere qual è il miglior tipo di stent possibile per un determinato paziente.  Una volta che questo processo entrerà a regime, potremmo avere il paziente sul lettino della sala di emodinamica e una ‘stampata’ 3D delle sue arterie da usare come modello per guidare la procedura”.
Ma c’è un obiettivo ancora più ambizioso sul quale gli scienziati australiani ripongono molte speranze. Uno dei principali unmet need della cardiologia è riuscire ad individuare quali placche daranno luogo ad un infarto.
Utilizzare una sorta di macchina fotografica ad elevata risoluzione, la optical coherence tomography (OCT) per scandagliare le coronarie dall’interno, ha reso più facile acquisire le immagini delle placche di colesterolo; ma anche così non è possibile individuare quali di queste placche andranno a provocare un giorno un infarto. Riuscire ad individuare con maggior precisione e soprattutto con grande anticipo queste placche ad alto rischio potrebbe dunque consentire di prevenire l’infarto.
Barlis ha introdotto l’OCT in Australia nel 2009 e da allora ha continuato ad affinare questa tecnica. Ritiene molto promettente il modeling 3D come tecnica per prevedere la formazione delle placche.
 
Secondo Vikas Thondapu, coautore dello studio, interessanti indizi sulle placche a rischio possono essere rintracciati in alcuni disturbi dei pattern di flusso.
“Con i supercomputer – spiega Thondapu – possiamo simulare il flusso di sangue all’interno delle arterie. Il nostro scopo è utilizzare i pattern di flusso e le loro alterazioni per cercare di prevedere lo sviluppo futuro di placche ad alto rischio”.
 
Il prossimo obiettivo dei ricercatori australiani è riuscire a individuare un polimero biocompatibile per stampare stent 3D, costruiti su misura per le arterie di un determinato paziente. Un altro filone di ricerca riguarda dei nuovi polimeri che dovrebbero consentire allo stent di disintegrarsi lentamente nel tempo e di depositare farmaci direttamente a livello della placca. Un percorso di ricerca che i ricercatori di Melbourne condividono con i colleghi delle Università di Harvard e con l’Imperial College di Londra.
 
Maria Rita Montebelli