RMO 249

65 rmo gennaio/febbraio 2023 destra verificatasi in una donna di 68 anni a seguito di un impatto ad alta energia sul cranio (incidente pedone-auto). Il modello digitale dell’area danneggiata è stato ottenuto at- traverso una tomografia computerizzata e, a seguito di una segmentazione, il modello del cranio è stato isolato ed espor- tato come file .stl con l’aggiunta di sei marker semisferici (diametro 2 mm) usati successivamente per la registrazione del phantom nell’area di lavoro del robot. I frammenti ossei sono stati rimossi manualmente simulando la procedura chi- rurgica. Sulla base del phantom cranico ottenuto (mediante stampa 3D FDM di PLA), è stata progettata e realizzata la parte interna che rappresenta i tessuti molli utilizzando il silicone Smooth-On Eco-Flex 00-10 (modulo elastico E=20 kPa, simile alla dura mater ). Il modello digitale del phantom assemblato (step 1) è stato poi ottenuto con uno scanner 3D (EinScan-SE, Shining 3D). Pianificazione, registrazione ed esecuzione della traiet- toria di stampa. Il percorso di stampa (step 2) per ripristi- nare l’area danneggiata è stato pianificato in una versione sperimentale del software di slicing Slic3r seguendo un ap- proccio non planare (l’unità di bioprinting segue la curva- tura del substrato mantenendo un orientamento verticale). IMAGObot è stato utilizzato per registrare il sistema di rife- rimento della pianificazione con quello del robot, tastando i marker sul phantom e utilizzando l’algoritmo di errore qua- dratico minimo (step 3). Due strati di materiale di supporto sacrificale (acido pluronico) sono stati in seguito depositati sui tessuti molli per non stampare il sostituto osseo diretta- mente sulla dura mater . La fase ossea è stata poi ottenuta mediante la deposizione di un idrogel osteo-induttivo (so- luzione di nano-idrossiapatite e gelatina). Tutte le fasi di bioprinting in situ sono state eseguite mediante bioprinting basato su estrusione pneumatica (step 4). Risultati e prospettive future. IMAGObot è stato in grado di ripristinare correttamente il difetto cranico attraverso la localizzazione del paziente e la deposizione dei biomateriali nell’area danneggiata. La durata dell’intera procedura di stampa per la ricostruzione del difetto osseo di 40 cm 2 ha richiesto circa 1 ora e 40 minuti. Questo è uno dei principali vantaggi dell’utilizzo dell’approccio di bioprinting in situ per il trattamento di difetti cranici di grandi dimensioni, poiché la procedura chirurgica tradizionale può richiedere fino a 3 ore. Anche considerando l’intero flusso di lavoro, il tempo totale è comunque inferiore a 2 ore (esclusa la fase di ima- ging), il che rappresenta un vantaggio rispetto all’approccio tradizionale. Dopo la reticolazione della fase ossea, il sup- porto di acido pluronico è stato rimosso. La qualità di stampa è stata valutata misurando la distanza tra la traiettoria pianificata e quella reale. Per ogni punto è stata misurata la distanza euclidea e il valore medio è risul- Registrazione della traiettoria di stampa. tato pari a 1,38 ± 0,37 mm che, data la bassa rigidità mecca- nica della piattaforma robotica utilizzata rispetto ai sistemi commerciali, può essere considerato accettabile. L’approccio di ricostruzione del difetto direttamente sul paziente me- diante un braccio robotico ha dato risultati molto promet- tenti, presentandosi come una valida alternativa all’attuale procedura basata sull’esperienza del chirurgo (maggiore precisione durante l’intervento). Inoltre, il biomateriale uti- lizzato per la rigenerazione ossea favorisce una migliore in- tegrazione con l’osso residuo, portando a un recupero più rapido da parte del paziente. In più, considerando l’attuale pratica chirurgica, nel caso di un ampio difetto cranico è ne- cessario fabbricare una placca sostitutiva e ancorarla all’osso residuo. Tali placche possono portare a complicazioni per il paziente, tra cui ulcere da pressione, e in questi casi è neces- saria un’ulteriore cranioplastica. Grazie al bioprinting in situ , questo passaggio può essere superato stampando il tessuto sostitutivo direttamente nell’area danneggiata. Inoltre, l’uso di un sistema di stampa basato sull’estrusione pneumatica permette di utilizzare un’ampia gamma di biomateriali ed è quindi adatto al trattamento di tessuti biologici vari ed eterogenei (ad esempio, difetti che coinvolgono più di un tessuto, come osso, cartilagine, pelle). Gabriele Maria Fortunato, Università di Pisa. Bioprinting in situ per la rigenerazione di un difetto cranico.