Bioingegneria e cardiologia interventistica: la rivoluzione nelle cure
La sinergia tra le specializzazioni presenta innumerevoli vantaggi, spaziando dalla ricerca alla diagnosi, dalla creazione di nuovi device a nuove tecniche d’intervento. Come spiega Francesco Saia, presidente Gise: "L’edizione di quest’anno rappresenta un’occasione unica di confronto tra bioingegneri e cardiologi interventisti, due specializzazioni diverse che insieme stanno rivoluzionando la lotta alle malattie cardiovascolari". Egli avverte però che: "finché non impareremo a condividere le competenze e ad acquisire un linguaggio comune, buona parte delle potenzialità di questa unione rischiano di rimanere inespresse".
Questa necessità di trarre il massimo vantaggio da tale unione è amplificata dall'invecchiamento della popolazione. Alfredo Marchese, presidente eletto Gise, sottolinea che: "Mentre la popolazione invecchia, la gestione delle patologie valvolari, spesso complicate da condizioni coesistenti come l’insufficienza cardiaca, si fa sempre più sfidante". La comprensione di queste dinamiche era un tempo limitata: "Tradizionalmente, la comprensione di queste dinamiche era limitata da studi clinici invasivi e dall'inevitabile variabilità tra i pazienti".
Il gemello digitale e la diagnosi personalizzata
Oggi, la bioingegneria cardiaca offre strumenti preziosi come la modellazione computazionale del sistema cardiovascolare. Questo ha portato alla creazione del "gemello digitale" del cuore di un paziente. Sergio Berti, Direttore Uoc Cardiologia diagnostica ed interventistica Fondazione Cnr Reg. Toscana, sede di Massa e sede di Pisa, spiega come funziona questo strumento: "Questi modelli sofisticati creano repliche virtuali dettagliate della funzione cardiaca, consentendo agli scienziati di simulare l'interazione tra le valvole patologiche, le camere cardiache e la circolazione sanguigna. Il vero valore aggiunto è il salto verso la modellazione paziente-specifica. Collegando i modelli ai dati diagnostici individuali, si crea un 'gemello digitale' del cuore di un paziente".
Il gemello digitale illustra i meccanismi patologici, permettendo di comprendere, ad esempio, come una valvola danneggiata interagisce con una fibrillazione atriale, o di testare terapie prima che l'intervento avvenga. Marchese evidenzia il futuro clinico di tali strumenti: "In un futuro prossimo questi modelli non saranno solo strumenti di ricerca, ma un ausilio clinico indispensabile per la prognosi e la personalizzazione del trattamento, guidando i medici nella valutazione diagnostica e nella scelta della strategia più ottimale".
L'innovazione tecnologica nei dispositivi
Parallelamente alla simulazione numerica, la bioingegneria ha rivoluzionato la dotazione tecnologica del cardiologo interventista. Nell'interventistica strutturale, la Tavi (Transcatheter Aortic Valve Implantation) rappresenta una vera e propria rivoluzione. "Questo sistema – spiega Saia - permette di impiantare una valvola pieghevole e auto-espandibile attraverso un piccolo accesso vascolare, evitando la chirurgia a cuore aperto. L'ingegneria dei materiali e la meccanica dei sistemi di delivery (il catetere) sono cruciali per la riuscita di questo ‘miracolo’ mininvasivo". Innovazioni significative si riscontrano anche per il trattamento delle valvole mitrale e tricuspide.
Per quanto riguarda gli interventi sulle coronarie, la bioingegneria ha contribuito allo sviluppo degli stent a rilascio di farmaco (Des) e dei futuri bioresorbable scaffolds (Bvs), strutture che svolgono la loro funzione di supporto e vengono poi completamente riassorbite dall’organismo, minimizzando o eliminando tracce permanenti.
La collaborazione si estende anche al campo della "cardiologia biointerventistica", che unisce le tecniche mininvasive a nuovi approcci biologici e digitali. Saia specifica che: "Questo campo unisce le tecniche mininvasive a nuovi approcci biologici e digitali". Un risultato evidente si è avuto nell'imaging intravascolare, dove tecnologie come l'Oct (Tomografia a Coerenza Ottica) consentono una valutazione anatomica e funzionale dettagliata, permettendo ai cardiologi di posizionare gli stent con una precisione micrometrica.
In questo contesto, l'intelligenza artificiale e il machine learning sono cruciali per ottimizzare la pianificazione procedurale e la stratificazione del rischio. Inoltre, la stampa 3D trasforma i concetti digitali in realtà tangibile per la preparazione pre-operatoria. "Infine – aggiunge Berti - con la stampa 3D è possibile creare modelli fisici identici al cuore del paziente, trasformando un concetto digitale in uno strumento tangibile per simulare l'intervento e risolvere le sfide complesse prima di entrare in sala operatoria".
Una nuova frontiera della cura
Gli avanzamenti ottenuti sono frutto di un'interazione costante e proficua. Saia e Marchese concludono dicendo che: "Il successo di questi avanzamenti è il risultato di un'interazione costante tra l'acume ingegneristico e la maestria clinica del cardiologo interventista: entrambi stanno riscrivendo le regole del trattamento cardiaco".
La prospettiva futura va oltre la semplice riparazione: "La frontiera non è più solo ‘aggiustare’ il cuore, ma prevedere, rigenerare e personalizzare la cura. Spostando la ricerca dal bisturi al pixel e dal metallo ai biomateriali, la medicina cardiovascolare promette un futuro in cui le patologie cardiache saranno affrontate con strategie sempre più precise, mirate e, soprattutto, meno traumatiche per il paziente".