La stampa 3D sta lentamente modificando il modo di pensare e progettare in molti ambiti della vita, compreso quello medico e ortopedico in particolare. Tuttavia, sinora i processi di stampa di device medici, o parte degli stessi, sono confinati all’interno di aziende specializzate o di ospedali e Università.
Una situazione destinata, forse, a cambiare nel medio termine. Ricercatori esperti di manifattura dell’Università di Loughborough hanno, infatti, ideato un processo di stampa innovativo che consentirebbe di realizzare i device in località remote, se non addirittura al proprio domicilio, se dotato di stampante additiva.
Aggiungere materiali auxetici all’invaso per renderlo più adattabile
Obiettivo del progetto, consentire la stampa dell’invaso protesico per bambini sottoposti ad amputazione: una sfida importante, perché il bambino è sottoposto a crescita, così come il suo moncone, il che rende necessario cambiare l’invaso ripetutamente. Inoltre, nei bambini il moncone cresce in modo non uniforme e può cambiare volume anche nello stesso giorno, rendendo difficile l’uso della protesi.
L’ipotesi di partenza è, quindi, di creare un invaso con una vita media più lunga e capace di adattarsi ai cambiamenti di volume del moncone. Per raggiungere questo obiettivo gli autori hanno deciso di lavorare sul materiale costitutivo del moncone, spesso troppo rigido, aggiungendovi strutture auxetiche, aventi cioè un coefficiente di Poisson negativo. Questi materiali offrono il vantaggio di adattarsi meglio ai cambiamenti.
Nello specifico, il moncone di un bambino tende a crescere prima in lunghezza e poi in circonferenza: i progettatori hanno quindi deciso di utilizzare una combinazione di strutture che possano rispondere alla diversità dei cambiamenti, nello specifico una struttura a papillon per l’asse longitudinale e una a nido d’ape per la parte basale distale. In questo modo, il moncone risulta più comodo per il bambino e anche più sicuro, permettendo anche un maggior rigiro d’aria che riduce il rischio di lesioni da sudorazione.
Il processo di stampa
Per la realizzazione di questo invaso si procede con una scansione digitale che serve per personalizzare e creare il design del progetto, e successivamente, inviarlo a una stampante 3D. Il tutto richiede circa 8 ore. Ciò che rende innovativo il processo è che la scansione dell’arto amputato può essere fatta ovunque, anche in un’area disagiata, per poi essere inviata a un centro esperto che produce il progetto e lo rimanda al mittente, dove si può effettuare la stampa.
Il dottor Simin Li, della School of Mechanical, Electrical and Manufacturing Engineering dell’Università di Loughborough, sottolinea: «usando un workflow di lavoro completamente digitale e la stampa additiva, il nostro processo di realizzazione di un invaso è ripetibile dal punto di vista quantitativo, personalizzabile, efficiente e iterattivo».
Scopo del team è rendere il progetto e il processo di manifattura ancora più semplice, perché possa essere accessibile tanto ai professionisti sanitari quanto agli utilizzatori finali, così che un giorno un utente con moncone possa richiedere un invaso direttamente a un ospedale locale.
Gli autori sperano che il loro lavoro riesca ad abbattere le barriere ancora esistenti nei Paesi a basso reddito o in difficoltà, così da poter aiutare chi ha necessità di utilizzare una protesi e deve cambiare l’invaso.
