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Mass-customisation of custom-made medical implants

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Una piattaforma per la personalizzazione di impianti medici paziente-specifici

Gli impianti su misura costituiscono una soluzione superiore per i pazienti che ne hanno bisogno, poiché offrono migliore adattabilità e maggiore velocità nel ripristino delle prestazioni fisiche. Mediante una piattaforma tecnologica, il progetto INOVER21 offre, in modo integrato, la possibilità di pianificare interventi chirurgici oltre a progettare e produrre impianti su misura.

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Attualmente, gli impianti su misura rappresentano solo l’1,4 % del mercato degli impianti, nonostante il valore aggiunto per pazienti, chirurghi e istituzioni sanitarie. Questo fallimento commerciale è dovuto al costo elevato, ai lunghi tempi di consegna e alla necessità di approcci chirurgici orientati al paziente.

Una piattaforma online per la progettazione di impianti su misura

Al fine di supportare la personalizzazione e la progettazione di massa degli impianti su misura, il progetto INOVER21, finanziato dall’UE, ha realizzato il motore di personalizzazione degli impianti medici (MICE, Medical Implants Customisation Engine), uno strumento di comunicazione in realizzazione congiunta chirurgo-fabbricante. Lo strumento è stato associato al sistema di gestione in fabbrica delle dinamiche di personalizzazione di massa (MC Dynamics), generato per l’efficiente produzione di massa degli impianti su misura a prezzi accessibili e con tempi di consegna rapidi. «Offrire impianti medici specifici per il paziente che siano di alta qualità e a prezzi competitivi non è abbastanza; abbiamo bisogno di mettere i chirurghi in condizione di progettare l’impianto che verrà utilizzato su uno specifico paziente», spiega Gediminas Kostkevičius, coordinatore del progetto. In questo contesto, i partner di INOVER21 hanno creato MICE, una piattaforma 3D accessibile gratuitamente sul web, che può essere utilizzata per la pianificazione chirurgica di impianti paziente-specifici o standard, indipendentemente dal produttore. La piattaforma MICE è l’unica disponibile sul mercato e include una vasta gamma di funzionalità per la modellazione chirurgica interattiva: combina dati anatomici e clinici del paziente insieme a strutture anatomiche semi-automatiche e consente ai chirurghi di ricercare casi analoghi nella banca dati clinica della piattaforma. Per garantire la gestione efficace della progettazione e della produzione di impianti su misura, MICE è abbinata a MC Dynamics, sistema specificamente concepito per la personalizzazione di massa dei dispositivi medici. Il che significa che un progetto virtuale di un impianto può diventare un ordine in pochi clic, con il supporto necessario prontamente fornito da ingegneri clinici.

Impatto di INOVER21

La pianificazione virtuale sta diventando il trattamento di riferimento in chirurgia, in quanto fornisce la visualizzazione 3D dell’anatomia di un paziente. Soprattutto nel caso di pazienti affetti da deformità congenite o acquisite o per quelli che si sottopongono a escissione del tumore, è di fondamentale importanza lo sviluppo di un piano chirurgico prima di entrare in sala operatoria. Per il software 3D di pianificazione pre-chirurgica esistente è necessario l’acquisto di una costosa licenza, in quanto la sua versione con accesso limitato è praticamente inutilizzabile. Inoltre il software esistente non sempre consente una visione olistica, ma è più che altro specializzato in parti del corpo specifiche e ciò significa che la pianificazione chirurgica richiede l’uso combinato di vari moduli software. Lo strumento MICE generato da INOVER21 supera tutti questi ostacoli, offrendo ai chirurghi uno strumento 3D di pianificazione chirurgica accessibile gratuitamente che può essere abbinato alla produzione di impianti su misura per assisterli nella sostituzione di articolazioni, ricostruzione facciale e interventi di chirurgia cranica e spinale. È importante notare che MICE risponde alle problematiche di natura economica e sui tempi di consegna legate alla realizzazione di impianti paziente-specifici e guide chirurgiche. In seguito all’implementazione della piattaforma, Ortho Baltic produce 3 000 impianti su misura all’anno a costi più contenuti rispetto agli impianti modulari standard e con tempi di consegna che vanno da 2 a 4 settimane. Con uno sguardo al futuro, Kostkevičius si augura di «sfruttare i dati generati per l’apprendimento automatico al fine di sviluppare una funzionalità basata sull’IA nell’ambito dello strumento di pianificazione pre-chirurgica MICE». Con l’esecuzione di oltre 2 milioni di operazioni chirurgiche per la sostituzione di ginocchia e anche, nella sola Europa, è indubbio che esista un’ampia nicchia per strumenti chirurgici finalizzati a supportare il trattamento personalizzato sul paziente.

Parole chiave

INOVER21, impianti su misura, MICE, pianificazione chirurgica, MC Dynamics

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