Progetto ProActive – Protesi di piede con meccanismi adaptive/responsive e sensorizzazione integrata

Durata: 36 mesi (nov 2023 – nov 2026)

Ente Finanziatore: INAIL – Istituto Nazionale Assicurazione contro gli Infortuni sul Lavoro

Finanziamento: 865.000 €

Partenariato:

Centro Protesi INAIL (P.I. Emanuele Gruppioni)
Consiglio Nazionale delle Ricerche – CNR IPCB (Coordinatore, P.I. Andrea Sorrentino)

Sub-partners:

Istituto di Chimica della Materia Condensata e Tecnologie per l’Energia (CNR-ICMATE)
Politecnico di Milano – Dipartimento di Meccanica (POLI-FEM)
Politecnico di Milano – Dipartimento di Meccanica (POLI-MIS)
Univerlecco

Il progetto ProActive mira a trasferire le conoscenze scientifiche e tecnologiche sviluppate nel corso del progetto proFIL (programma 2020-2023) verso la progettazione e costruzione di una protesi di piede di nuova generazione, sensorizzata e adattabile a diverse tipologie di pazienti ed utilizzi. Si vuole aumentare il grado di maturità delle tecnologie sviluppate e valorizzare le caratteristiche intrinseche dell’additive manufacturing (AM) quali flessibilità di produzione, introduzione di complessità strutturale e utilizzo di nuovi materiali più economici e sostenibili, al fine di incoraggiare la diffusione di queste protesi del piede verso un maggior numero di utenti. Una progettazione funzionale del dispositivo permetterà un ridimensionamento dell’impatto ambientale, una riduzione dei costi e un incremento del valore economico generato. La possibilità di soddisfare le esigenze specifiche del paziente permetterà anche di fornire eccellenti customer-experiences.

Figura 1. Progetto ProActive

Figura 2. Evoluzione del progetto ProActive attraverso i diversi TRL

Figura 3. Progettazione e realizzazione protesi e componenti

OBIETTIVI del PROGETTO

Con il progetto ProActive si punta ad ottenere un dispositivo ad alte prestazioni, che integri materiali termoplastici, fibra di carbonio, elementi viscoelastici, materiali metallici, e sensori, per fornire flessibilità, migliore equilibrio e stabilità. Sarà un modello di piede protesico ad accumulo/restituzione di energia, con strutture adaptive/responsive. Gli elementi strutturali della protesi saranno progettati in modo da essere adattabili alle specificità dell’utente e capaci di ottimizzare la biomeccanica dell’utilizzatore in relazione a diversi tipi di andatura. Le nuove funzionalità dovranno inoltre consentire una risposta adattiva al tipo di terreno e al livello di attività. Il progetto ProActive vuole inoltre prevenire le problematiche correlate al logoramento funzionale della protesi e assecondare le normali variazioni fisiologiche dell’utilizzatore assicurando l’integrità e la sicurezza delle strutture biologiche. A tal proposito, l’uso di una sensoristica diffusa, accoppiato ad un’analisi sistematica dei segnali correlati alle deformazioni indotte dal movimento del paziente, permetterà di avere delle informazioni qualitative e quantitative sulle performances del dispositivo nelle diverse fasi della sua vita utile, e su variabili di interesse clinico. In sintesi, il progetto ProActive si propone i seguenti obiettivi:

• Realizzare un modello di protesi in Additive Manufacturing adatto, dal punto di vista dimensionale e biomeccanico, a una molteplicità di pazienti con caratteristiche fisiche e livelli di attività (livelli K) differenti;

• Realizzare nuovi materiali e strutture in grado di modificare le prestazioni del piede protesico in relazione all’utilizzo e all’interazione con l’ambiente (meccanismi adaptive/responsive);

• Realizzare un sistema diagnostico per monitorare anomalie nel dispositivo e caratterizzare la deambulazione dell’utilizzatore.

RISULTATI ATTESI