I ricercatori di NEMOLAB hanno studiato e osservato la struttura reticolare del bozzolo dei bachi, riproducendone le proprietà meccaniche nel nuovo tutore “polso-mano” che mima le proprietà eccezionali della natura, utile a persone con malattie neuromuscolari
Non è la prima volta che la natura, con la sua forma e le sue strutture, suggerisce all’uomo soluzioni, formule e metodi. L’ultima è quella che ha visto la realizzazione, tramite stampa 3D, di un “tutore polso-mano” ispirato al baco da seta, messo a punto dai ricercatori di NEMOLAB, l’hub di ricerca tecnologica dedicato alle malattie neuromuscolari del centro clinico NEMO.
L’ortesi, ispirandosi appunto alla forma e all’ambiente dell’animale, riproduce la struttura reticolare del bozzolo dei bachi, “riproducendo” le sue eccezionali proprietà meccaniche di flessibilità, traspirabilità e resistenza, per un ausilio estremamente leggero e adattabile alle necessità dei diversi utenti.
A COSA SERVE
La ortesi, che è un tutore polso-mano, ha la funzione di supportare quanti subiscono un progressivo indebolimento dei muscoli della mano a causa, ad esempio, di una malattia neurodegenerativa grave come la SLA, ma anche altre, come SMA, distrofie muscolari, malattia di Parkinson o lesioni spinali.
In questi casi, gesti quotidiani come afferrare, scrivere, tagliare il cibo o aprire una porta possono diventare difficili, se non impossibili. È di fondamentale importanza, in questi casi, intervenire, allora, con supporti esterni che riposizionano la mano in un atteggiamento posturale corretto, allo scopo di prevenire contratture articolari, contrastare il rischio di accorciamento muscolare e ridurre il dolore nella situazione di riposo, migliorando così in generale la funzione stessa dell’uso della mano, spiegano i creatori. La tempestività nella realizzazione dell’ausilio, il suo adeguamento in relazione all’evoluzione della malattia e la personalizzazione costante sulla base delle esigenze della persona diventano i criteri necessari perché l’ortesi sia efficace, spiegano.
COME FUNZIONA
L’ortesi è un tutore form fitting, ovvero capace di adeguarsi ogni volta alle caratteristiche specifiche della persona. Ad esempio, più l’utente necessita di un sostegno della mano, maggiore è la rigidità delle celle che compongono l’ortesi, creando così una struttura reticolare più compatta. E tutto questo, con la stampa 3D, può essere realizzato in poco tempo e con costi contenuti.
TESTATO DAI PAZIENTI
Un gruppo campione di persone con SLA, pazienti del Centro Clinico NeMO di Milano, è stato coinvolto per raccogliere il bisogno ed il parere in seguito alla prova dell’ortesi. Dal gruppo, la conferma sull’importanza della traspirabilità del materiale e della personalizzazione dell’ausilio, ma anche feedback positivi per lo spessore molto sottile, l’estetica gradevole, il materiale leggero e la facilità d’uso. Riscontri importanti che permetteranno ai ricercatori di continuare a studiare i materiali biocompatibili e ottimizzare il design di quello che oggi è diventato un prototipo industriale accessibile a tutti.
DAL BACO DA SETA AD UNOSTRUMENTO TECNOLOGICO
Come detto, dall’osservazione e dallo studio delle caratteristiche meccaniche delle geometrie del bozzolo dei bachi è partita l’ispirazione e l’analisi che ha poi portato all’ortesi. Sono state prima valutate nella loro capacità di trazione, compressione e flessione e poi riprodotte nel disegno della stampa 3D. Un modello computazionale ingegneristico ha permesso di prevedere il comportamento del materiale, capace di riprodurre una struttura naturale che, nel corso di milioni di anni, si è evoluta con caratteristiche uniche, rendendola adattabile e leggera, pur mantenendo forza e resistenza.IL TEAM E LA RICERCA
Il tutore è il risultato di due anni di ricerca del team di 3D printing Lab – uno dei 10 laboratori di NEMOLAB - i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Biomedicines, e che hanno visto il finanziamento "Sviluppo di soluzioni innovative 4.0" di Regione Lombardia e Unioncamere Lombardia, con il sostegno volontario del Rotary Club Milano Linate.
“I risultati di questo percorso di ricerca scientifico-tecnologica scaturiscono dalla conoscenza e dall’osservazione sugli unmet needs delle persone con patologie neuromuscolari – dichiara Stefano Regondi, Direttore generale di NEMOLAB e dei Centri Clinici NeMO, che prosegue – La vocazione scientifica dell’hub tecnologico NEMOLAB prende avvio dall’esperienza clinica dei Centri NeMO e l’invenzione di un tutore form-fitting sintetizza il precipitato di conoscenza che deriva dalla prassi clinica quotidiana, con l’ingegno esercitato in questo caso nel dominio di conoscenza dell’ingegneria dei materiali. Questa sintesi tra pratica clinica e ricerca scientifico-tecnologica è il punto propulsivo delle 41 sperimentazioni attive e in corso presso i nostri laboratori.
MEDICINA PERSONALIZZATA E STAMPA 3 D DI BIOMATERIALI
Aggiunge Raffaele Pugliese, Coordinatore area ricerca di NEMOLAB: “Oltre ad introdurre un nuovo approccio nella progettazione di ortesi bio-ispirate, lo studio mostra tutto il potenziale della tecnologia di stampa tridimensionale nel rispondere alle esigenze specifiche di ogni paziente. Il nostro vuole essere un contributo allo sviluppo della medicina personalizzata, che ha una visione sul bisogno della persona. La stampa 3D di biomateriali, infatti, è una tecnologia dirompente che sta rivoluzionando il settore dell’healthcare”.
PER INFO E APPROFONDIMENTI
Per avere informazioni è possibile scrivere a info@nemolab.it e per prendere visione della pubblicazione integrale: https://www.mdpi.com/2227-9059/11/7/1787
Redazione
