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Dal pancreas artificiale all’AI, la chirurgia è sempre più hi-tech

Dal pancreas artificiale all’AI, la chirurgia è sempre più hi-tech
Migliorare la prognosi degli interventi chirurgici grazie a un  modello dell’organo e a un algoritmo di intelligenza artificiale in grado di prevedere le complicanze. I progetti sostenuti dalla Fondazione Humanitas per la ricerca in occasione della Giornata mondiale contro il cancro del pancreas
2 minuti di lettura

Un modello di pancreas artificiale, un phantom: e cioè una riproduzione con le caratteristiche dell’organo reale, per mettere a punto nuovi strumenti e migliorare gli interventi di chirurgia. E poi un sistema basato sull’intelligenza artificiale per predire le complicanze post-operatorie. Ancora: nuovi marcatori predittivi dell’efficacia delle terapie. Sono tre esempi dei progetti, attualmente in corso, sostenuti dalla Fondazione Humanitas per la Ricerca e svolti dai ricercatori dell’IRCCS Istituto Clinico Humanitas e dell’Humanitas University, nel campo del tumore del pancreas.

Un pancreas artificiale per migliorare gli interventi

A questa neoplasia, una delle più difficili da trattare, è dedicata la giornata del 17 novembre, un’occasione per fare il punto sulle ricerche in corso, anche nel campo della chirurgia. Ma cos’è, esattamente, un “phantom di pancreas”, e a cosa serve? La risposta arriva dal laboratorio per la caratterizzazione biomeccanica del tessuto del pancreas, nato dalla collaborazione tra Humanitas e il Politecnico di Milano e sostenuto dalla Fondazione Humanitas: “La chirurgia del pancreas è una delle più complesse, sia per la sede sia per le caratteristiche dell’organo, i cui tessuti sono particolarmente fragili e delicati”, spiega Alessandro Zerbi, responsabile della Chirurgia Pancreatica dell’Irccs di Rozzano: “Inoltre, molto spesso gli strumenti e i materiali utilizzati per la chirurgia pancreatica non sono appositamente progettati per il pancreas, che è responsabile della produzione del succo pancreatico, molto corrosivo e in grado di erodere le suture dopo un intervento, con il rischio di emorragie o infezioni”. Insomma, l’obiettivo è sviluppare un modello di pancreas artificiale che permetta al chirurgo di esercitarsi anche al di fuori della sala operatoria e, allo stesso tempo, sviluppare strumenti chirurgici ad hoc.

Prevedere le complicanze con l’intelligenza artificiale

L’altro progetto di Humanitas, portato avanti grazie a fondi 5x1000, è svolto in collaborazione con i data scientists dell’Humanitas AI Center. In questo caso l’obiettivo è predire, per il singolo paziente, la probabilità di comparsa di complicanze e la loro gravità, per limitarle. “Per farlo applichiamo algoritmi di Intelligenza Artificiale ai dati clinici e agli esami di imaging pre-intervento, come la tomografia computerizzata”, spiega Giovanni Capretti, ricercatore e chirurgo generale specializzato in patologia pancreatico-duodenale presso istituto: “ L’utilizzo dell’AI consentirà in futuro di ottimizzare il percorso di diagnosi e di trattamento del singolo paziente che potrebbe in alcuni casi, ad esempio, non prevedere l’intervento chirurgico ma solo trattamenti radio o chemioterapici”.

 

Combattere le infezioni batteriche resistenti agli antibiotici

La ricerca avveniristica riguarda anche il tema delle infezioni batteriche resistenti agli antibiotici, che possono peggiorare la prognosi degli interventi di cancro al pancreas. Prima della rimozione del tumore, infatti, ad alcuni pazienti vengono applicati degli stent biliari, necessari a tenere aperte e in funzione le vie biliari ostruite dal tumore. Può accadere, però, che i batteri, prevalentemente provenienti dall'intestino, aderiscano alla superficie dello stent e producano il cosiddetto biofim, uno strato di protezione che inibisce l’azione degli antibiotici e ostacola il sistema immunitario, facilitando lo sviluppo di infezioni resistenti. Su questo fronte, nel laboratorio di fisica applicata, biofisica e microfluidica dell'IRCCS, si stanno studiando i meccanismi di adesione dei batteri allo stent e come impedire la formazione del biofilm.

Per la giornata contro il tumore del pancreas, Humanitas ha realizzato un video che racconta il dietro le quinte della sua ricerca attraverso le parole di medici, chirurghi, ricercatori e infermieri. Il video è disponibile su Youtube, Instagram e Facebook dell'istituto dal 17 novembre.