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La modellistica viene in aiuto alle coronarie

Metodologie computazionali per simulare l’efficacia degli stent nel trattamento delle ostruzioni vascolari

Le patologie coronariche sono fra le più comuni e anche fra le più temibili: ogni anno, in Europa, sono la causa di quasi la metà dei decessi.

Se inizialmente le ostruzioni delle arterie (stenosi) venivano trattate con angioplastica, da circa trent’anni si impiantano i cosiddetti “stent”: sottili reti che sostengono la parete del vaso sanguigno per evitare che si richiuda, realizzate in metallo o, più recentemente, in polimero biodegradabile.

Nonostante l’elevata percentuale di successo del trattamento, esistono ancora casi di fallimento che potrebbero essere minimizzati se si potesse prevedere con modelli matematici cosa può succedere a uno specifico paziente trattato con stent coronarico durante e dopo l’intervento.

A questo mira il progetto InSilc (insilc.eu), a coordinamento greco, che sta per chiudersi dopo tre anni di ricerche. Lo scopo è lo sviluppo di metodologie computazionali che, tramite simulazioni numeriche (in-silico) della risposta all’impianto di stent coronarici, possano ridurre o anche sostituire quelli che ora sono gli studi in vivo, fatti su animali o direttamente in clinica sui pazienti. Un lavoro costituito in buona parte da simulazioni - i cui risultati resteranno a disposizione della comunità scientifica - che ha avuto fra i partner lo staff del LaBS del Politecnico di Milano, coordinato dal professor Giancarlo Pennati in stretta collaborazione con la collega Lorenza Petrini. “Noi abbiamo sviluppato accurati modelli matematici, oggi indicati come ‘digital twins’, di diversi stent coronarici, simulandone l’impianto all’interno di coronarie stenotiche, per prevedere l’esito del trattamento - raccontano Pennati e Petrini - e abbiamo validato le capacità predittive confrontandoci con quel che era realmente successo al paziente.  Da lì in poi, i risultati delle nostre simulazioni sono passati ad altri partner, che hanno simulato altri fenomeni: il risultato è una piattaforma web con una sequenza di moduli di calcolo ognuno dedicato a uno specifico compito”. L’ambizione complessiva era quella di riuscire a dare un quadro generale modellistico alla problematica dell’impianto di stent biodegradabili e a rilascio di farmaco. “Nella realtà alcuni aspetti si sono capiti e simulati meglio di altri: come la sostituzione di prove sperimentali di laboratorio con simulazioni al computer, con un grosso risparmio di tempi e costi. Siamo molto soddisfatti anche del nostro modulo, che predice cosa succede nella fase acuta dell’impianto: abbiamo validato accuratamente i modelli sviluppati tramite un continuo confronto con prove sperimentali (in vitro) e dati clinici. Un lavoro di messa a punto di nuove procedure numeriche piuttosto oneroso, ma che ha dato ottimi risultati”.

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