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Case study nel settore medicale

La stampa 3D salva vite

Dalla lotta al diabete alle "braccia magiche” della piccola Emma, i professionisti del settore medicale utilizzano la stampa 3D per salvare vite e migliorare la salute e la qualità della vita delle persone.

Scopri come gli eroi del settore medicale accelerano l'innovazione, distruggono le barriere e ottengono migliori risultati grazie alla stampa 3D.

parte posteriore del wrex

Quando Megan Lavelle ha visto il dispositivo per la prima volta, si è resa conto che avrebbe cambiato la vita di sua figlia. Megal Lavelle è una donna instancabile e piena di energia la cui figlia più piccola, Emma, è nata affetta da artrogriposi multipla congenita (AMC). Megal Lavelle ha assistito alla conferenza di Filadelfia dedicata alle famiglie con malati di AMC, dove venuta a conoscenza del dispositivo WREX, l'esoscheletro robotizzato Wilmington, composto da barre metalliche con cerniera e supporti di resistenza. Questo dispositivo consente ai bambini con braccia sottosviluppate di giocare, alimentarsi e abbracciare i propri cari.

L'AMC è una patologia non progressiva che causa rigidezza delle giunture e sottosviluppo della muscolatura. Emma è nata con le gambe piegate dietro le orecchie e le spalle incassate. “Riusciva solo a muovere il pollice,” racconta Megan Lavelle. Emma è stata subito sottoposta a intervento chirurgico e ingessata ed è stata poi costantemente seguita dai genitori.

Gli specialisti avevano spiegato che l'AMC avrebbe impedito a Emma di condurre una vita normale. I primi due anni della sua vita sono stati caratterizzati da interventi chirurgici e ingessature. Per questo motivo, lo sviluppo della bimba è stato più lento di quello dei suoi coetanei. Poiché Emma non era in grado di giocare e di interagire con l'ambiente circostante a causa della patologia, Megan Lavelle ha cominciato a temere che anche le sue capacità cognitive fossero compromesse.

Determinata a crescere

parte laterale del wrex 1

Nonostante tutto, Emma progrediva, lentamente ma costantemente. Crescendo, riuscì a camminare con l'aiuto di un supporto. Divenne ben presto chiaro che era una bambina molto intelligente e con una forte determinazione. A due anni, tuttavia, ancora non riusciva a sollevare le braccia. “Si irritava molto quando non riusciva a giocare con le costruzioni”, racconta ancora Megan Lavelle. A quel punto, la mamma ha sostituito le braccia della bimba, giocando, imboccandola e lavandole i denti.

Ad aiutare la famiglia è arrivato il WREX, con una dimostrazione durante la conferenza da parte di un bambino di 8 anni affetto da AMC che riusciva a sollevare le braccia e a muoverle in tutte le direzioni. Megal Lavelle si è incontrata con Tariq Rahman, Ph.D, responsabile del reparto di ingegneria e ricerca pediatrica, e Whitney Sample, ricercatore, del Nemours/Alfred I. duPont Hospital for Children di Wilmington, Delaware. Rahman e Sample avevano lavorato per anni per rimpicciolire il dispositivo, in modo che potesse essere utilizzato dai bambini più piccoli. Collegato a una sedia a rotelle, il WREX era adatto ai bambini a partire dai sei anni di età. Emma, tuttavia, aveva solo due anni, era più piccola rispetto ai coetanei e poteva camminare.

Ne laboratorio Sample, il team ha inserito le braccia di Emma in un piccolo WREX di prova collegato a un supporto fisso. “La bambina ha subito iniziato a muovere le braccia e a giocare”, ha dichiarato Sample. Megan ha portato a Emma caramelle e giocattoli e l'ha osservata mentre per la prima volta sollevava le braccia verso la propria bocca.

Piccole ricompense

whitney e wrex

Per consentire a Emma di indossare il WREX al di fuori del laboratorio, Rahman e Sample dovevano ridurne le dimensioni e il peso. I componenti non potevano essere prodotti dal sistema CNC del laboratorio, perché erano troppo piccoli ed estremamente dettagliati. Fortunatamente, Sample aveva una stampante 3D Stratasys, in grado di creare oggetti complessi direttamente dai progetti su computer — come una stampante a getto di inchiostro, ma con stampa tridimensionale. Sample la utilizzava spesso per associare le proprie idee a modelli fisici, quindi ha deciso di stampare in 3D un prototipo di WREX in plastica ABS. La differenza di peso ha consentito a Sample di collegare il WREX, adattato alle dimensioni di Emma, a un piccolo supporto in plastica.

Il WREX stampato in 3D si è rivelato abbastanza robusto da sostenere un uso quotidiano. Emma lo indossa a casa, alla scuola materna e durante le terapie. La flessibilità del design della stampa 3D consente a Sample di migliorare costantemente il dispositivo, elaborando le idee in CAD e realizzandole nello stesso giorno.

componenti di wrex 2

I dispositivi WREX stampati in 3D e personalizzati sono oggi usati da quindici bambini. Per i pazienti più giovani, i vantaggi spesso vanno al di là di quelli ovvi, ha spiegato Rahamn. Un mancato utilizzo prolungato delle braccia può a volte comportare uno sviluppo insufficiente dei bambini, con ripercussioni sulla crescita cognitiva ed emotiva. I medici e i terapeuti osservano costantemente Emma per studiare i vantaggi di un uso precoce delle braccia.

Emma si è subito affezionata a WREX, perché le consentiva di sviluppare le proprie capacità. “Quando ha iniziato a parlare, andavamo al piano di sopra [nel laboratorio di Sample] e le dicevamo ‘Emma, andiamo a metterci il WREX.’ Emma le ha definite le sue braccia magiche”, ha sottolineato Megan Lavelle.

L'approvazione della bimba è una grande ricompensa per la mamma e i ricercatori. Sample afferma: “Fare parte di un piccolo momento speciale per qualcuno è una cosa molto emozionante, arriva diritta al cuore.”

Ulteriori informazioni sul Nemours/Alfred I. duPont Hospital for Children, dove è stato sviluppato il dispositivo WREX, sono disponibili all'indirizzo Nemours.org.

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