La produzione additiva, più comunemente conosciuta come stampa 3D, è un processo che genera un oggetto fisico 3D da un file digitale. Il primo passo di questo processo comporta la creazione di un modello digitale 3D utilizzando un software di modellazione. Il modello digitale funge da “cianografia” per l’oggetto 3D desiderato e viene inviato a una stampante dove i materiali vengono depositati in modo strato per strato fino a sintetizzare un oggetto 3D. Vari materiali come la plastica, i metalli e la ceramica sono usati per creare tutta una serie di oggetti tra cui parti di automobili, vestiti e persino armi da fuoco, per citarne alcuni. Inoltre, i biomateriali, sia sintetici che naturali, possono essere usati per creare oggetti con la capacità di supportare sistemi biologici. Non sembra esserci limite a ciò che la stampa 3D può stampare nell’esistenza.
Nell’ultimo decennio, i progressi nelle tecnologie di stampa 3D hanno trasformato il modo in cui i prodotti sono progettati, sviluppati e fabbricati. Le grandi aziende possono creare modelli in scala poco costosi di prodotti in un breve lasso di tempo, in un processo noto come prototipazione rapida. Nel 2014, gli ingegneri dell’Università di Aachen sono stati in grado di produrre e testare un’auto elettrica in soli 12 mesi utilizzando tecniche di stampa 3D – qualcosa che non sarebbe stato possibile ottenere con gli attuali metodi di produzione.
Più notevoli, forse, sono le sue applicazioni nel settore sanitario. Nel mezzo dell’attuale pandemia COVID-19, a causa di un aumento della domanda, i dispositivi di protezione individuale (DPI) e i ventilatori sono stati progettati e realizzati per sostenere e proteggere il personale medico e i pazienti. Con l’assistenza sanitaria impostata per essere l’industria in più rapida crescita all’interno della stampa 3D, ecco alcuni dei suoi usi attuali e previsti.
Applicazioni attuali e future all’interno della sanità
1. Pianificazione pre-operatoria
La tecnologia di imaging medico come la risonanza magnetica (MRI) e la tomografia computerizzata (CT) sono spesso utilizzate per la pianificazione pre-operatoria e pre-chirurgica. Tuttavia, quando vengono utilizzate da sole, queste tecniche hanno limiti significativi, tra cui la difficoltà di visualizzare irregolarità e patologie complesse. L’implementazione della stampa 3D in questo settore sta diventando più comune; ora, le scansioni dei pazienti possono essere utilizzate per creare modelli 3D di specifiche regioni anatomiche e pianificare accuratamente le procedure. Questo ha diversi vantaggi: meno tempo viene speso nelle sale operatorie, i soggiorni post-operatori sono ridotti, così come meno complicazioni che sorgono durante la chirurgia. Un esempio del suo utilizzo per la pianificazione pre-operatoria è la chirurgia di revisione dell’anca. In uno studio clinico, è stato dimostrato che migliora l’accuratezza delle diagnosi e valuta con precisione le dimensioni dei dispositivi di impianto necessari per ogni paziente. Tuttavia, alcune limitazioni di questa applicazione sono che il personale ha bisogno di un’ampia formazione e i pazienti sono tenuti a fare scansioni multiple, aumentando la loro esposizione alle radiazioni.
2. Dispositivi medici protesici, ad esempio arti, articolazioni
La tecnologia di stampa all’avanguardia sta facilitando la produzione di protesi e ortesi su misura per soddisfare le persone con disabilità e aiutare la riabilitazione degli individui feriti. Questi dispositivi sono specifici per l’anatomia geometrica dell’individuo, offrendo una vestibilità confortevole e una migliore qualità della vita. Le protesi stampate in 3D possono anche essere prodotte in una frazione del tempo richiesto dai metodi convenzionali. La crescente disponibilità della stampa 3D ha portato a un’esplosione di aziende che la stanno implementando per creare dispositivi per le persone che vivono con disabilità e condizioni mediche.