Un phantom di pancreas per fare progredire la chirurgia: un progetto unico al mondo di Humanitas University e Politecnico di Milano
Dalla collaborazione di Humanitas University, Istituto Clinico Humanitas e Politecnico di Milano è nato un laboratorio dove ingegneri e chirurghi lavorano fianco a fianco con l’obiettivo di realizzare qualcosa di inedito a livello mondiale: caratterizzare dal punto di vista biomeccanico e funzionale il tessuto del pancreas, per comprenderne a fondo le caratteristiche e per crearne un modello fisico (phantom) in materiale innovativo su cui effettuare training.
Il progetto nasce da un’esigenza manifestata dai professionisti in sala operatoria. «Il numero di interventi al pancreas è ridotto rispetto a quelli ad altri organi, come intestino o mammella. È una chirurgia che richiede competenze specifiche ed è caratterizzata da difficoltà tecniche e complicanze elevate», spiega il Prof. Alessandro Zerbi docente di Chirurgia Generale di Humanitas University e Responsabile dell’Unità Operativa Chirurgia pancreatica in Humanitas.
«Negli anni i progressi tecnologici nella chirurgia generale sono stati promossi e studiati soprattutto per gli interventi con numeri più alti. Nuovi strumenti e materiali sono stati pensati per altri organi e poi adattati al pancreas. Ma ogni organo ha caratteristiche anatomiche e di funzionamento che lo rendono unico – sottolinea il chirurgo di Humanitas. Il pancreas, per esempio, produce il succo pancreatico, che è molto corrosivo e che dopo un intervento può erodere le suture e fuoriuscire, rischiando di causare emorragie o infezioni. Questo è il motivo per cui si rileva un tasso più alto di complicanze post operatorie rispetto ad altri interventi».
Per questo è nato da parte dei chirurghi il bisogno di chiedere un aiuto della tecnologia, per sviluppare strumenti specifici per il pancreas. «Quando è nata la collaborazione Humanitas-Politecnico nell’ambito del corso di laurea MEDTEC ci sono state riunioni tra docenti delle due università. Ho portato queste considerazioni e ho trovato grande interesse e sponda da parte dei colleghi», prosegue il Professor Zerbi.
Il primo passo è saperne di più sul tessuto del pancreas, studiandone con approccio ingegneristico le caratteristiche meccaniche come ad esempio modulo elastico e resistenza meccanica. Il secondo è costruire un tessuto artificiale il più simile possibile a quello pancreatico, da usare come modello per caratterizzare nuovi strumenti, come colle e fili chirurgici, adatti alle caratteristiche del pancreas.
«L’obiettivo è ricreare il tessuto pancreatico con materiali sintetici, per poi costruire un simulatore fisico che replichi le caratteristiche dell’organo per consentire ai chirurghi di esercitarsi. È un esperimento unico. Non esistono phantom di pancreas e anche gli studi in merito alla caratterizzazione meccanica dell’organo sono pochi», sottolinea la Prof.ssa Maria Laura Costantino presidente del MEDTEC School, docente di Bioingegneria Industriale e responsabile del Laboratorio Artificial Organs, Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta” (CMC-PoliMI)) del Politecnico di Milano.
Una volta sviluppato il materiale artificiale adatto, questo potrà diventare uno strumento di esercizio e formazione: specializzandi e giovani chirurghi potranno sfruttare questo strumento per imparare come operare, sezionare o come suturare un pancreas. Nel laboratorio, che si trova nella sede di Humanitas, sono già al lavoro sia chirurghi sia ingegneri: i dottori Giovanni Capretti e Gennaro Nappo, assistenti chirurghi di Humanitas, l’Ingegner Francesco De Gaetano, il Prof. Francesco Cellesi del dipartimento di Chimica e la Prof.ssa Serena Graziosi del dipartimento di Meccanica del Politecnico.
«Stiamo analizzando piccole porzioni di tessuto pancreatico, tramite una macchina nuovissima (Bioindenter “UNHT3 Bio” di Anton Parr) che consente di ottenere la completa caratterizzare meccanica del tessuto», prosegue la prof.ssa Costantino. Il laboratorio ha il vantaggio di essere fisicamente collocato in un ospedale. «Questo vuol dire che i tessuti prelevati in sala operatoria arrivano in tempo reale in laboratorio e possono essere analizzati subito. Una potenzialità enorme e unica di questa ricerca», spiega il Professor Zerbi.
L’ambizione dei ricercatori è di arrivare nell’arco dei primi sei mesi di lavoro a caratterizzare i tessuti, per poi avviare la fase di progettazione con materiali innovativi appositamente progettati. «Parallelamente allo sviluppo del phantom si procederà alla caratterizzazione di materiali innovativi per realizzare fili di sutura diversi da quelli usati oggi per il pancreas, che non rispondono pienamente alle esigenze. Conclude Costantino – Anche in questo caso lo scopo della ricerca, che sarà svolta anche nel laboratorio di Dipartimento CMC del Politecnico, è quello di creare nuovi strumenti con materiali innovativi».