Automazione Oggi 457

Additive manufacturing AUTOMAZIONE OGGI 86 | OTTOBRE 2024 AUTOMAZIONE OGGI 457 modo economico lotti di dimensioni singole, come avviene ad esempio per le dime chirur- giche ortopediche personalizzate. Alcuni degli interventi chirurgici oggi più comunemente eseguiti sono quelli per l’impianto di protesi dell’anca, della spalla e del ginocchio. Per ef- fettuare le precise resezioni ossee necessa- rie per queste procedure implantologiche, i chirurghi si affidano all’utilizzo di apposite dime di taglio chirurgiche. Sia la posizione degli impianti che le associate resezioni ossee sono normalmente determinate prima dell’in- tervento chirurgico, sulla base di scansioni dell’anatomia del paziente ottenute mediante tecniche di diagnostica per immagini. Il chi- rurgo inoltre sceglierà, all’interno di un elenco di misure standard, la dimensione degli im- pianti da installare, scelta che quindi determi- nerà la selezione delle corrispondenti dime di taglio. Convenzionalmente i chirurghi iniziano poi la procedura chirurgica, riservandosi tut- tavia la possibilità di prendere durante l’inter- vento le decisioni finali relative a dimensioni e posizione degli impianti, nonché delle rispet- tive dime. Sebbene questo processo possa ri- sultare efficace non è tuttavia ideale, poiché il chirurgo spesso non è in grado di ottimizzare il risultato mediante un posizionamento deciso al volo e una scelta delle dime effettuata all’in- terno di una selezione limitata di dimensioni standard. È qui che entra in gioco la persona- lizzazione. Il chirurgo, collaborando con il proprio forni- tore di impianti ortopedici, può infatti ora uti- lizzare la tecnologia dell’AM, unitamente alle scansioni 3D dei pazienti. Invece di affidarsi a dime di dimensioni standard, il chirurgo può dunque utilizzare impianti e procedure, abbi- nati a moderni software di pianificazione e di progettazione tridimensionale pre-chirurgica, per posizionare virtualmente gli impianti nella posizione ottimale, facendo quindi in modo che quella posizione ottimale dell’impianto definisca esattamente anche le resezioni ossee chirurgiche da effettuare. All’interno del software, la forma delle ossa del paziente ottenuta mediante le scansioni 3D viene utiliz- zata per progettare una replica delle superfici degli organi, poi utilizzata per la sagomatura e il posizionamento delle dime di taglio. Ciò significa che il chirurgo potrà allineare e po- sizionare una dima di taglio modellata sullo specifico paziente, nell’esatta posizione neces- saria per eseguire una resezione chirurgica di precisione, con conseguente posizionamento ottimale, individuato in modo virtuale, dell’im- pianto. Ancora una volta, la necessità di un lotto di dimensione singola indica che l’AM è la tecnologia giusta per produrre queste dime di taglio chirurgiche totalmente personaliz- zate. Ne conseguono sia un intervento chirur- gico meno invasivo che tempi di recupero più rapidi per il paziente. Una rivoluzione nei materiali per gli impianti Le più recenti innovazioni introdotte nella progettazione 3D e nei materiali utilizzati consentono inoltre alle tecnologie AM di stampare delle strutture geometriche tali da corrispondere a specifiche proprietà fisiche desiderate del pezzo ottenuto. Queste strut- ture e questi materiali stanno rivoluzionando l’industria dei dispositivi medici. Nel caso degli impianti chirurgici, fra le innovazioni della progettazione 3D va menzionato l’u- tilizzo delle strutture reticolari. Le strutture reticolari consistono in una particolare dispo- sizione tridimensionale del materiale, su scala molto piccola, in cui un’alternanza tra i punti di presenza del materiale e i punti di vuoto, dove il materiale invece manca, dà luogo a una struttura finale simile a un traliccio, più leggera di una equivalente struttura piena, ma al contempo molto resistente. Gli impianti chirurgici convenzionali vengono tipicamente cementati sul moncone dell’osso che sostitu- iscono. Quando, ad esempio, viene sostituita un’articolazione del ginocchio, le estremità della tibia e del femore vengono rimosse e rimpiazzate con impianti metallici che ven- gono incollati alla porzione residua dell’osso mediante uno speciale adesivo cementizio. Lo svantaggio di questo tipo di procedura è che tale fissaggio adesivo può indebolirsi nel tempo, richiedendo talvolta un ulteriore intervento chirurgico. Alcune aziende pro- duttrici di dispositivi medici, come Enovis (ex LimaCorporate), hanno progettato delle strutture reticolari appositamente concepite per integrarsi direttamente con la nuova cre- scita del tessuto osseo, in modo da consen- tire impianti chirurgici realizzati senza l’uso di sostanze adesive. Le superfici di fissaggio dei suoi impianti sono infatti formate da una speciale struttura reticolare stampata in 3D, denominata Trabecular Titanium. Una dima di taglio chirurgica personalizzata, progettata per la chirurgia della mandibola di un individuo in base alle scansioni anatomiche 3D del paziente Fonte: image credits - Siemens