Ora la speranza è dipinta sul volto di Rachel Uwimana, una ragazzina di 15 anni del Rwanda che ha sofferto di displasia fibrosa, una patologia ossea in cui al posto di un normale osso si sviluppa del tessuto cicatriziale, che ha gravemente sfigurato il suo cranio e l'orbitale che circonda il suo occhio sinistro.

Grazie alla combinazione di pietà umana, competenze chirurgiche e tecnologie avanzate, che includono la pianificazione chirurgica virtuale (VSP®) e la stampa 3D di 3D Systems, Rachel è ora in grado di sorridere e ridere facilmente, azioni per lei impossibili fino a un paio d'anni fa.

Un nuovo inizio

Rachel era stata curata in Rwanda per la displasia fibrosa. I medici l'avevano sottoposta a un intervento chirurgico che includeva un impianto rigettato dal suo corpo e, infine, il contatto di tale impianto con la cavità nasale aveva provocato un'infezione. 

Il dott. Ric Bonnell, direttore del Global Health presso il Dell Children’s Medical Center di Austin, Texas (USA), è venuto a conoscenza del caso della ragazzina. Dell Children’s Medical Center fa parte di Ascension, il sistema sanitario no profit più grande del Paese. Bonnell ha fornito il sostegno necessario per portare Rachel a Austin in collaborazione con Africa New Life Ministries, un'associazione no profit che aiuta i bambini che necessitano di cure mediche. 

Il primo intervento di Rachel presso il Dell Children’s prevedeva l'impegno congiunto diretto dal dott. Raymond Harshbarger, chirurgo craniofacciale, il team di 3D Systems presso il centro Healthcare Technology Center a Denver, Colorado (USA), il dott. Timothy George, neurochirurgo, il dott. Coburn Allen, specializzato in malattie infettive e un team di professionisti di supporto.

Simulazione della chirurgia

Il dott. Harshbarger ha adottato subito la pianificazione chirurgica virtuale, dal momento che ha utilizzato per la prima volta le tecnologie 3D per pianificare complessi interventi chirurgici nei primi anni 2000. Ha iniziato a lavorare con ciò che ora è noto come 3D Systems Healthcare Technology Center nel 2009 e, da allora, ha eseguito centinaia di interventi chirurgici con il supporto della pianificazione chirurgica virtuale, nonché di modelli di stampa 3D e utensili guida.

"La condizione di Rachel era molto complicata", afferma il dott. Harshbarger. "Lavorando con la pianificazione chirurgica virtuale di 3D Systems è stato possibile provare differenti approcci prima di impostare un piano definitivo".

Il primo intervento chirurgico, eseguito a fine marzo del 2015, prevedeva la rimozione di un'area di grandi dimensioni di cemento osseo dell'intervento eseguito in Rwanda, il trattamento del seno frontale infetto, la resezione della displasia fibrosa, la ricostruzione del tessuto molle con tessuto prelevato dalla coscia di Rachel e la ricostruzione scheletrica.

Utilizzando i dati della scansione TC di Rachel, 3D Systems ha lavorato con il dott. Harshbarger e il resto dell'équipe chirurgica tramite videoconferenza su Web per definire le procedure per l'intervento e simulare digitalmente le incisioni ossee che sarebbero state eseguite in sala operatoria.

Strumenti chirurgici specifici per i pazienti

Per il primo intervento chirurgico, 3D Systems ha stampato un modello utilizzando la tecnologia di stereolitografia ProX® che ha mostrato l'aspetto che avrebbe avuto il cranio di Rachel una volta rimosso l'osso estraneo. 

Sono stati creati anche due modelli di guida chirurgica: uno ha aiutato il dott. Harshbarger a posizionare un mesh in titanio temporaneo specifico per il paziente per proteggere la regione orbitale di Rachel e l'altro rappresentava la crescita ossea eccessiva che doveva essere rimossa dal cranio di Rachel.

Gestione delle complessità

Durante un secondo intervento chirurgico, cinque mesi dopo il primo, il dott. Harshbarger ha riposizionato gli zigomi, la fronte e la regione orbitale di Rachel per creare simmetria. 3D Systems, ancora una volta, ha sfruttato la pianificazione chirurgica virtuale insieme al dott. Harshbarger, e ha creato modelli di cranio stampati in 3D, guide di marcatura e posizionamento, nonché modelli.

"Il modello di posizionamento è stato progettato per aiutare il dott. Harshbarger a contrassegnare un punto di riferimento sull'osso, che sarebbe stato utilizzato per assicurare che l'impianto PEEK personalizzato fosse posizionato come pianificato", spiega Mike Rensberger, che ha diretto i servizi di ricostruzione VSP di 3D Systems. 

PEEK significa polieterchetone, una plastica estremamente resistente che KLS Martin utilizza per creare impianti cranici specifici per i pazienti. Nel caso di Rachel, l'impianto bicomponente copre l'osso cranico frontale insieme alle aree orbitali che circondano l'orbitale e la parte superiore degli zigomi.

"Le sfide poste dalla creazione di questo progetto stavano nella produzione dei tratti precisi che fossero esteticamente corretti, nonché funzionali per l'impianto durante l'intervento chirurgico", afferma Tirth Patel, uno specialista di impianti basati su TC di KLS Martin.

"3D Systems ha lavorato a stretto contatto con il dott. Harshbarger per pianificare l'esatto movimento dell'osso", afferma Patel. “Abbiamo preso i file digitali di 3D Systems e abbiamo creato un modello personalizzato che avrebbe aiutato il dott. Harshbarger a posizionare in modo perfetto l'impianto per creare una superficie uniforme sulla fronte".

"La complessità era davvero elevata perché l'impianto doveva essere inserito direttamente negli zigomi che erano stati spostati in una nuova posizione", spiega il dott. Harshbarger. "Non c'era il minimo margine per errori. Il movimento dello zigomo si è rivelato molto accurato e ha permesso un inserimento perfetto dell'impianto.

"La pianificazione chirurgica virtuale e i modelli stampati in 3D, le guide e i modelli di 3D Systems hanno reso possibile quel tipo di precisione".

Il secondo intervento si è rivelato un successo e sono stati trattati i principali problemi della ricostruzione cranica di Rachel. Il dott. Harshbarger ha suggerito di eseguire un intervento di chirurgia plastica in futuro, per correggere le discromie cutanee dovute al trasferimento tissutale e per ampliare l'area del cuoio capelluto di Rachel.

Dalla speranza all'opportunità

Circa un mese dopo il secondo intervento chirurgico, Rachel è stata contattata da Seton Healthcare, un membro dell'organizzazione Ascension, per recarsi a Washington, D.C., ad ascoltare papa Francesco durante il Congresso degli Stati Uniti. Rachel ha viaggiato con la coordinatrice dei servizi del Dell Children’s Medical Center, Dee Brosnan, che si è comportata come una madre adottiva per la ragazza, durante il soggiorno a Austin.

Le parole di papa Francesco, concentrate principalmente sulla speranza grazie alla collaborazione internazionale, descrivevano perfettamente la storia di Rachel: 

"I nostri sforzi devono puntare a restaurare la speranza, rimediare agli errori, mantenere gli impegni, promuovendo il benessere degli individui e dei popoli. Dobbiamo andare avanti insieme, come uno solo, in uno spirito rinnovato di fraternità e di solidarietà, collaborando generosamente per il bene comune".

Dalla primavera del 2016, Rachel vive a Brosnan e frequenta la scuola superiore internazionale di Austin, dove sta imparando la lingua inglese. Ha deciso di restare a Austin fino a giugno per terminare la scuola e tornare dalla sua famiglia in Rwanda, dopo la sua rinascita dal punto di visto fisico e psicologico.