di Giovanna Rotella*
La produzione additiva, nota anche come additive manufacturing (AM) o, più comunemente, come stampa 3D, è un elemento centrale del paradigma industry 4.0, un metodo di produzione dirompente con un impatto di lunga durata sul mondo manifatturiero. Recentemente, le tecnologie di AM di metalli sono state applicate in ambito prototipale ma anche alla produzione di prodotti finiti grazie alla versatilità del processo: un raggio laser solidifica il materiale base in polvere, consentendo di ottenere oggetti fisici ottimizzandone forma, dimensioni e peso. Il prodotto viene fabbricato, strato per strato, partendo da un modello digitale realizzabile su qualsiasi sistema CAD (computer aided design).
In alcuni domini tecnologici, quali quello aeronautico, la produzione additiva è ormai un processo consolidato mentre in altri muove i primi, importanti passi. Tra questi ultimi certamente è da annoverarsi quello bio-ingegneristico, con particolare riferimento alla realizzazione di protesi.
La nostra esperienza comune, dalla scelta delle scarpe alla taglia dei vestiti, ci suggerisce che ciascun individuo è unico e l’ottimo sarebbe l’utilizzo di un approccio “sartoriale”, da cui solitamente rifuggiamo per ragioni di opportunità. La stessa cosa può dirsi per alcuni dispositivi protesici, in cui vige il medesimo concetto di “taglia” ma, in tal caso, la criticità non è tanto quella di tollerare alcuni “fuori misura”, ma il rischio è di compromettere le aspettative di recupero di un paziente, soprattutto in età giovanile, che a seguito di un intervento desidera mantenere il proprio stile di vita, praticare attività sportiva e recuperare in pieno le funzionalità della zona interessata all’intervento.
Dunque, utilizzare protesi personalizzate per il paziente e il tipo di lesione su cui interviene il chirurgo significa favorire al meglio l’integrazione tra l’organismo e l’elemento esterno, anzitutto consentendo un più efficace “funzionamento”. Al contempo, si riduce di molto l’insorgenza di dolore o infiammazioni che sono fra le conseguenze più comuni dell’artroplastica, insieme a una limitata capacità di recupero delle funzionalità dell’articolazione interessata. Tutto ciò oggi è realizzabile.
La stampa 3D consente all’ingegnere di lavorare, in modo corale e armonico, con il chirurgo e per il paziente: la TAC effettua una scansione accurata della zona da protesizzare, ottenendo caratteristiche e parametri anatomici specifici del paziente, costruendo così un’immagine digitale dei contorni dell’osso, per intervenire efficacemente nelle zone danneggiate e realizzare la protesi personalizzata, ricostruita fedelmente mediante produzione additiva. Unica e dedicata al paziente-individuo.
Si possono ottenere protesi con forme geometriche complesse e strutture porose simili a quelle ossee, consentendone una più rapida integrazione a livello anatomico e fisiologico. Inoltre, la protesi personalizzata è individuale, rispecchiando le caratteristiche del paziente anche a livello di asimmetricità, rispettandone la cinematica e le performance richieste in fase post operatoria.
D’altro canto, un utilizzo capillare di tali protesi può rendersi possibile solo grazie a una decisa diminuzione dei costi di produzione, ancora elevati rispetto a quelle tradizionali, e ad una riduzione dei tempi tecnici di realizzazione.
In questa visione di produzione innovativa, supportata dalla digitalizzazione e dalla produzione avanzata, si inquadra una generazione di nuovi ingegneri, in grado di affrontare problemi multidisciplinari, con competenza e passione, cogliendo le sfide poste dalla complessità dei “sistemi viventi” e supportando le imprese high-tech nella creazione di modelli di business adeguati, supportandole in un percorso di innovazione tecnologica virtuoso, paziente, e centrato sul profitto ma senza porre, in secondo piano, il benessere dell’uomo.
*Prof. associato PhD
Dipartimento di Management, Finanza e Tecnologia
Università LUM Giuseppe Degennaro
