Progettazione e sviluppo di un simulatore neurochirurgico multistrato biomimetico mediante stampa 3D e materiali siliconici

Il lavoro di tesi si inserisce nell’ambito della progettazione e dello sviluppo di simulatori chirurgici per il training neurochirurgico mediante tecnologie di manifattura additiva. I simulatori chirurgici rappresentano strumenti fondamentali per la formazione degli operatori, consentendo di acquisire competenze tecniche in un ambiente controllato, riducendo il ricorso a modelli animali o cadaverici e favorendo la ripetibilità delle procedure. L’obiettivo della tesi è progettare, sviluppare e validare un simulatore neurochirurgico, multistrato del distretto temporale della volta cranica, destinato all’addestramento durante procedure neurochirurgiche del basicranio. Il simulatore è concepito secondo un’architettura modulare costituita da una struttura principale riutilizzabile e da una cartuccia anatomica sostituibile contenente i tessuti interessati dalla procedura chirurgica. Tale configurazione consente di ripetere più volte la simulazione dello stesso intervento sostituendo esclusivamente la cartuccia, rendendo il dispositivo idoneo ad attività di training ripetuto e sostenibile dal punto di vista economico. La progettazione del simulatore prende avvio dall’elaborazione di file STL provenienti da un database pubblico, riproducenti le principali strutture anatomiche del capo e del collo. Il lavoro prevede inoltre lo sviluppo di una metodologia di fabbricazione multimateriale basata sull’integrazione della stampa 3D e della colata di silicone. Particolare attenzione sarà dedicata alla progettazione della cartuccia sostituibile, alla definizione del workflow produttivo, alla selezione dei materiali biomimetici e all’ottimizzazione dei parametri di processo, con l’obiettivo di ottenere una riproduzione realistica sia dell’anatomia sia del comportamento meccanico dei tessuti durante l’interazione con la strumentazione chirurgica. In conclusione, il progetto dimostra la fattibilità tecnica della transizione dal modello digitale alla realizzazione fisica del dispositivo.