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

Finanziamento: 650 k€

Partenariato:

• Centro Protesi Inail (P.I. Emanuele Gruppioni)
• Consiglio Nazionale delle Ricerche – CNR STIIMA (Coordinatore, P.I. Sara Arlati, co-P.I. Alfonso Mastropietro)

Sub-partners:

• IRCCS E. Medea – La Nostra Famiglia
• Univerlecco

Rientr@Returns (R@R) si propone di valorizzare ulteriormente i risultati del progetto Rientr@, del programma di ricerca 2016-2018, che ha portato allo sviluppo di una piattaforma di simulazione della guida in sedia a rotelle, secondo due linee d’azione:

1. aumentare il TRL (Technology Readiness Level) del dispositivo sviluppato mediante la validazione dei due principali sottosistemi costituenti: la piattaforma di simulazione della sedia a rotelle e il sistema a supporto delle decisioni (DSS);
2. svolgere attività di ricerca propedeutiche all’estensione della destinazione d’uso ad altre tipologie di paziente, al miglioramento, al tuning e alla scalabilità dei due sottosistemi summenzionati.

In particolare, si procederà allo studio delle variabili che influenzano l’embodiment, considerando fattori quali l’immersività del simulatore, la presenza di stimoli aptici, la modalità di interazione, il realismo e le caratteristiche dell’avatar. A tal fine verranno valutati sia parametri oggettivi (segnali fisiologici, EEG, etc.) sia variabili soggettive (engagement, senso di presenza, emozioni, workload cognitivo, usabilità e accettabilità del sistema, etc.), per ricavare il setup ottimale e discernere le opzioni per la scalabilità della soluzione.

Inoltre, il progetto, prendendo a riferimento l’ICF (International Classification of Functioning, Disability and Health), si occuperà di formalizzare la descrizione delle diverse patologie d’interesse per gli assistiti dell’Inail, le loro condizioni di salute e il fine-tuning del rule-system del DSS mediante linguaggi logici semantici, per la generazione di inferenze (matchmaking). Sulla base di questa attività sarà possibile popolare una base di conoscenza ontologica e, su questa, verificare la correttezza delle inferenze estratte per pazienti con profilo clinico differente.

The post Progetto Rientr@Returns – Consolidamento tecnologico e ampliamento della destinazione d’uso della piattaforma di simulazione Rientr@ first appeared on LECCO Research Hub.

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

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.

The post Progetto ProActive – Protesi di piede con meccanismi adaptive/responsive e sensorizzazione integrata first appeared on LECCO Research Hub.

Il progetto eLiner ha una durata di 36 mesi ed è coordinato dal Centro Protesi INAIL e ha come main partner il Politecnico di Milano, con la partecipazione della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e Univerlecco. 

The post Progetto eliner – Cuffia smart con sensoristica integrata e stimoli aptici per il controllo di protesi avanzate first appeared on LECCO Research Hub.

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

Finanziamento: 1.575 M€

Partenariato:

• Centro Protesi Inail (P.I. Emanuele Gruppioni)
• Consiglio Nazionale delle Ricerche – CNR ICMATE (Coordinatore, P.I. Ausonio Tuissi)

Sub-partners:                   

• Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa – SSSA
• Consiglio Nazionale delle Ricerche – CNR IPCB
• IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli – IOR (SC Scienze e Tecnologie Chirurgiche)
• AOU Policlinico di Modena (SC Chirurgia e Microchirurgia della mano)
• ASL Roma 2 – CTO Andrea Alesini (UOC Chirurgia Ricostruttiva della mano)
• UniverLecco   

_____________________________

Il progetto ADJOINT2 si pone in continuità con il progetto ADJOINT (2020-2023) e ha come obiettivi: i) l’estensione della casistica dei pazienti trattati con impianto ADJOINT a livello del pollice; ii) lo sviluppo di nuovi dispositivi osteointegrati patient-matched realizzati mediante additive manufacturing per il trattamento delle amputazioni delle dita lunghe della mano; iii) lo studio di sistemi di sensorizzazione e innervazione dell’impianto digitale per amputazioni a livello del pollice.

Mediante un forte approccio multidisciplinare e interdisciplinare, ADJOINT2 svolge importanti attività di ricerca inerenti le tecnologie di stampa 3D, lo sviluppo di sistemi di innervazione protesica, i coating funzionali e trattamenti superficiali avanzati per migliorare sia l’osteointegrazione che l’integrazione cutanea all’interfaccia impianto-cute, i fenomeni legati alla biocompatibilità e la protesica personalizzata.

Assieme alle competenze scientifiche e protesiche, i partner clinici con consolidate esperienze nel trattamento di traumi e amputazioni a livello della mano forniscono al consorzio sia gli input per il design personalizzato dei dispositivi sia il supporto per le attività chirurgiche nelle fasi di impianto della sperimentazione clinica

Il design del dispositivo ADJOINT2 per il trattamento delle amputazioni a livello delle dita lunghe presenta una fixture (impianto endomidollare transcutaneo) e un abutment a cui viene agganciata la protesi digitale. Partendo dall’analisi di immagini mediche (TAC), si estrapolano le misure anatomiche del moncone necessarie per realizzare la fixture personalizzata.

La tecnologia di additive manufacturing permette la realizzazione di fixture personalizzate adattate alla specifica anatomia del moncone del pollice e delle dita lunghe del paziente e consente l’inserimento di strutture complesse atte a migliorare l’osteointegrazione, come strutture trabecolari. L’esperienza presente nel partenariato nell’ambito delle neuroprotesi unita all’esperienza di design e della tecnologia dei materiali, permetterà di aprire nuove prospettive volte alla sensorizzazione della protesi esterna (es. e-skin) e alla trasmissione del segnale attraverso elettrodi integrati nel dispositivo impiantabile. La tecnologia di additive manufacturing consentirà di varare e esaminare differenti configurazioni di design in grado di accogliere strutture atte all’inserimento di interfacce neurali invasive.

Le superfici additive dell’impianto verranno ottimizzate e funzionalizzate mediante coating antibatterici e trattamenti superficiali avanzati, allo scopo di minimizzare i rischi di infezione batterica a livello transcutaneo. I modelli in vitro e in vivo permetteranno di valutare la funzionalità delle soluzioni proposte.

I test funzionali e meccanici, le analisi biologiche, le informazioni cliniche e strumentali ricavate da prove di impianto in vivo e su cadavere consentiranno di verificare la validità delle soluzioni proposte per stendere un piano di indagine clinica per lo sviluppo di dispositivi osteointegrati patient-matched per il trattamento di amputati delle dita lunghe epresentare uno studio di fattibilità circa la sensorizzazione della protesi esterna e restituzione del feedback sensoriale tattile attraverso interfacce neurali invasive per il trattamento delle amputazioni a livello di pollice.

ADJOINT2 si prefigge di sviluppare sia attività inerenti alla ricerca applicata, con l’implementazione di nuovi prodotti nella prospettiva di una rapida traslazione dei risultati, sia attività di ricerca finalizzate a fornire, in una prospettiva di lungo termine, nuove funzionalità ai dispositivi osteointegrabili rendendoli attivi e autonomi e sempre più personalizzati e adatti al paziente.

The post Progetto ADJOINT2 – Impianti osteointegrati sensorizzati per il trattamento di amputazioni delle dita della mano first appeared on LECCO Research Hub.

Nell’ambito delle celebrazioni per i 60 anni del Centro Protesi Inail, l’Auditorium della Direzione generale Inail di piazzale Pastore, a Roma, ha ospitato un convegno per fare il punto della situazione sulle esperienze e le prospettive future della struttura di Vigorso di Budrio, in provincia di Bologna, punto di riferimento per la riabilitazione e il reinserimento sociale di migliaia di lavoratori infortunati e disabili civili. Come sottolineato in apertura dei lavori dal presidente dell’Inail, Franco Bettoni, sono circa 11mila, infatti, i pazienti trattati ogni anno, tra infortunati sul lavoro assistiti dall’Inail, che rappresentano circa l’80% del totale, invalidi civili assistiti dal Servizio sanitario nazionale e privati provenienti anche dall’estero.

Le partnership con realtà di eccellenza dell’università e della ricerca. Nella seconda sessione della mattina, moderata da Emanuele Gruppioni, direttore tecnico dell’Area ricerca di Vigorso di Budrio, sono stati presentati i nuovi progetti sviluppati dal Centro Protesi in partnership con realtà di eccellenza dell’università e della ricerca, come l’Istituto italiano di tecnologia di Genova, l’Istituto di Bio-Robotica della Scuola superiore Sant’Anna di Pisa, l’Università Campus Bio-Medico di Roma, l’Istituto ortopedico Rizzoli di Bologna, il Politecnico di Milano, l’Università di Padova, la Fondazione Don Carlo Gnocchi e il Cnr. L’attività di ricerca e sperimentazione, del resto, è parte integrante del dna del Centro Protesi fin dall’inizio della sua storia. Risale al 1963, in particolare, lo studio che due anni dopo portò alla realizzazione della prima protesi mioelettrica, realizzata grazie al professor Schmidl e al suo gruppo di lavoro.

In particolare, durante la sessione della mattina sono stati presentati i progetti:

• FESLeg, con capofila Politecnico di Milano e la Prof.ssa Alessandra Laura Giulia Pedrocchi, Professore associato Dipartimento Elettronica, Informazione e Bioingegneria POLIMI
• Rip@rto, con capofila l’Istituto di Sistemi e Tecnologie Industriali Intelligenti per il Manifatturiero Avanzato (STIMA) CNR Lecco e il Dott. Marco Sacco, Primo ricercatore STIMA CNR Lecco
• ProFIL, con capofila l’Istituto per i Polimeri, Compositi e Biomateriali (IPCB) CNR Napoli e il Dott. Marino Lavorgna, Dirigente ricerca IPCB CNR Napoli
• ADJOINT, con capofila l’Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l’Energia (ICMATE) CNR Lecco e il Dott. Ausonio Tuissi, Dirigente ricerca ICMATE CNR Lecco

The post 60 anni del Centro Protesi Inail first appeared on LECCO Research Hub.

Sono stati approvati da INAIL e hanno preso avvio nella giornata di giovedì 14 dicembre 2022, quattro nuovi progetti che si svolgeranno in collaborazione tra Sistema Lecco e il Centro Protesi di INAIL di Budrio.

I progetti che avranno una durata di 36 mesi sono i seguenti:

• ADJOINT2, con capofila l’Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l’Energia (ICMATE)
• eLiner, con capofila Politecnico di Milano
• ProActive, con capofila l’Istituto per i Polimeri, Compositi e Biomateriali (IPCB)
• Rientr@Returns, con capofila l’Istituto di Sistemi e Tecnologie Industriali Intelligenti per il Manifatturiero Avanzato (STIIMA)

The post Approvati 4 nuovi progetti in collaborazione con INAIL first appeared on LECCO Research Hub.

Durata: 36 mesi (nov 2020 – nov 2023)

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

Finanziamento: 1.1 M€

Partenariato:

• Centro Protesi Inail (P.I. Emanuele Gruppioni)
• Consiglio Nazionale delle Ricerche – CNR STIIMA (Coordinatore, P.I. Marco Sacco)

Sub-partners:

• Istituto di Tecnologie Biomediche (CNR-ITB)
• IRCCS E. Medea – La Nostra Famiglia
• Univerlecco

Lo sviluppo del simulatore di automobile di Rip@rto è attualmente in corso e vede la realizzazione di un ambiente virtuale dedicato alla guida e configurabile secondo le necessità dell’operatore INAIL, congiuntamente ad alcuni scenari dedicati alla valutazione di specifiche capacità correlate alla guida, come ad esempio la velocità di reazione e le capacità visuo-spaziali. Un veicolo reale (FIAT 500) è al momento in fase di sensorizzazione, per la raccolta dei segnali di input da dare in ingresso al sistema (ad esempio: accelerazione, freno, freccia); gli ammortizzatori saranno presto sostituiti da attuatori per rendere il più realistica possibile la sensazione di guida. È inoltre in corso anche la selezione degli ausili di cui dotare il simulatore in modo da renderlo accessibile a quanti più utenti possibili.

Parallelamente, proseguono la raccolta dati e il fine-tuning degli algoritmi per lo studio di segnali fisiologici (EEG, variabilità cardiaca e conduttanza della pelle) volti a determinare il carico cognitivo, i livelli di stress e il rischio percepito durante la guida.

Infine, è stato sviluppato un sistema a supporto delle decisioni che, a partire dalla condizione di salute dell’utente, restituisce una lista di ausili che devono essere montati sul veicolo per l’ottenimento della patente speciale secondo la normativa italiana.

_______________________________________________________

Per le persone con disabilità è fondamentale avere autonomia nella attività quotidiane, partecipazione sociale e una professione retribuita per mantenere un’adeguata qualità della vita. La capacità di guida di un veicolo permette il raggiungimento di questi obiettivi individuali: è quindi necessario dotare fermo le persone con disabilità di veicoli opportunamente modificati in funzione delle proprie patologie e guidarli nel processo di ottenimento di una patente di guida speciale.

L’idea del progetto Rip@rto nasce dalla necessità di rispondere alle esigenze degli operatori che valutano un numero di pazienti piuttosto elevato e che, per farlo, hanno a disposizione un tempo relativamente breve.

In questo frangente, non sempre è semplice ottenere una valutazione accurata delle capacità di guida dell’individuo e alcuni aspetti importanti rimangono spesso esclusi per ragioni di tempo e poiché gli strumenti non consentono una valutazione delle capacità e delle disabilità a 360°. Ad esempio, valutare i livelli di attenzione sostenuta nel tempo oppure gli effetti del traffico intenso in termini di ansia, risulta complesso. Inoltre, è fondamentale selezionare gli ausili di guida corretti a seconda delle specifiche necessità della persona.

OBIETTIVI di PROGETTO

1. Lo sviluppo di un simulatore di guida avanzato per il supporto dell’operatore INAIL, in grado di prevedere scenari di difficoltà diversa/crescente e di mettere alla prova l’utente con elementi di imprevedibilità tipici del normale traffico stradale
2. Network di sensori capaci di misurare differenti parametri dell’utente durante l’esperienza di guida e di fornire i dati opportunamente elaborati all’operatore
3. Un sistema a supporto delle decisioni per l’identificazione degli ausili e delle modifiche al veicolo maggiormente indicate in base alla patologia dell’utente e ai suoi risultati di guida

RISULTATI ATTESI

Un simulatore di guida realizzato che sfrutta tecniche di realtà virtuale e aumentata per la simulazione visiva, uan piattaforma meccatronica per la simulazione delle accelerazioni, dispositivi aptici per fornire all’utente feedback visivi e uditivi, sensori per l’interazione e valutazione delle performance.
Un sistema a supporto delle decisioni basato su conoscenza clinica che riceve in input la condizione di salute dell’utente, i risultati ottenuti dalle sessioni di simulazione, dati da altre fonti (e.g. questionari, pareri clinici, ecc.) e restituisce in output gli ausili e le modifiche al veicolo necessarie per assicurare all’utente un’esperienza di guida sicura

The post Progetto Rip@rto – Simulatore di guida per assistere operatori nella valutazione delle capacità di guida dell’utente e nella scelta degli ausili di cui dotare l’automobile first appeared on LECCO Research Hub.

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

Finanziamento: 1.35 M€

Partenariato:

• Centro Protesi Inail (P.I. Emanuele Gruppioni)
• Consiglio Nazionale delle Ricerche – CNR ICMATE (Coordinatore, P.I. Ausonio Tuissi)

Sub-partners:

• Consiglio Nazionale delle Ricerche – CNR IPCB                                   
• IRCCS Istituto Ortopedico Rizzoli (SC Scienze e Tecnologie Chirurgiche)  
• AOU Policlinico di Modena (SC Chirurgia e Microchirurgia della mano)           
• ASL Roma 2 – CTO Andrea Alesini (UOC Chirurgia Ricostruttiva della mano)
• UniverLecco   

______________________

Il progetto ADJOINT ha come obiettivo il design e la realizzazione mediante additive manufacturing di nuove protesi osteointegrate personalizzate per il trattamento delle amputazioni delle dita della mano.

Mediante un forte approccio multidisciplinare e interdisciplinare, ADJOINT svolge importanti attività di ricerca riguardo ai materiali innovativi e tecnologie di stampa 3D additiva, ai fenomeni legati alla biocompatibilità, alla bioattività nel settore ortopedico, ai coating funzionali e alla protesica personalizzata.

Assieme alle competenze scientifiche e protesiche, partner clinici con consolidate esperienze nel trattamento di traumi e amputazioni a livello della mano forniscono al consorzio sia gli input per il design personalizzato dei dispositivi sia il supporto per le attività chirurgiche nelle fasi di impianto della sperimentazione clinica.

Il dispositivo ADJOINT è costituito da una fixture (impianto endomidollare transcutaneo) e un abutment a cui viene agganciata la protesi digitale. Partendo dall’analisi di immagini mediche (TAC), si estrapolano informazioni quantitative del moncone di interesse che sono quindi utilizzate come input nel modello parametrico della fixture.

La tecnologia di additive manufacturing consente la fabbricazione di fixtures caratterizzate da un elevato grado di personalizzazione, perfettamente adattate all’anatomia specifica del moncone del paziente. Le altre componenti sono realizzate mediante lavorazioni di meccanica di precisione. La rugosità superficiale, tipica dei prodotti ottenuti mediante additive manufacturing, favorisce il processo di osteointegrazione del dispositivo impiantato, garantendo una migliore stabilità secondaria con conseguenti benefici nel lungo termine. Vengono proposti anche particolari rivestimenti antibatterici da applicare nelle zone a maggior rischio d’infezione.

I test funzionali e meccanici, le analisi biologiche, le informazioni cliniche e strumentali ricavate da prove di impianto su cadavere hanno consentito di verificare la validità delle soluzioni proposte e di stendere un piano di indagine clinica sottoposto ai comitati etici di riferimento e presentato al ministero della salute.  

L’obiettivo finale è quello di avviare le fasi di sperimentazione clinica con impianto del dispositivo ADJOINT in pazienti reclutati attraverso i protocolli previsti.

ADJOINT: il primo impianto patient-matched per il trattamento di amputati di pollice.

The post Progetto ADJOINT – Fabbricazione ADditiva mediante tecnologia binder Jetting di componenti metallici OsteoINTegrabili sinterizzati first appeared on LECCO Research Hub.

Durata: 36 mesi (nov 2020 – nov 2023)

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

Finanziamento: 900.000 €

Partenariato:

• Centro Protesi Inail (P.I. Emanuele Gruppioni)
• Consiglio Nazionale delle Ricerche – CNR IPCB (Coordinatore, P.I. Marino Lavorgna, 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)
• Ospedale Valduce, Clinica Riabilitativa Villa Beretta
• IRCCS E. Medea – La Nostra Famiglia
• Univerlecco

Il progetto PROFIL può già vantare importanti risultati scientifici e tecnologici relativi allo sviluppo di dispositivi protesici personalizzati e ad alte prestazioni per pazienti amputati di arto inferiore. Grazie all’utilizzo di nuovi materiali compositi polimerici, tecnologie additive e specifici paradigmi di progettazione biomeccanica e meccanica, il progetto ha permesso di realizzare nuovi dispositivi protesici attraverso l’ottimizzazione dei materiali e strutture e la validazione funzionale della performance. Inoltre, l’uso di sensori in fibra ottica per monitorare le modifiche chimico-fisiche e strutturali dei compositi ottenuti permette di affrontare anche le problematiche di durabilità e di resistenza a fatica di questi dispositivi nonché offre la possibilità di monitorarne l’utilizzo da parte del paziente e l’invecchiamento reale. Il prototipo finale sarà un dispositivo protesico realizzato mediante stampa 3D di compositi polimerici in grado di fornire rigidezza adeguata, soddisfacente recupero di energia, ridotto peso, bassi costi di produzione e durabilità controllata rispettando così tutti i vincoli della sostenibilità.

_________________________________________________

____________________________________________________

Il progetto PROFIL vuole esplorare le potenzialità dell’Additive Manufacturing (AM), e in particolare di quelle basate sull’utilizzo dei materiali compositi polimerici (particellare, a fibra corta e lunga) nella realizzazione di ausili protesici per pazienti amputati di arto inferiore. Il focus è sullo sviluppo di dispositivi protesici per le attività sportive, ad elevate prestazioni e completamente personalizzati, integrando lo sviluppo di nuovi materiali compositi polimerici (polimero/fibre corte e fibre lunghe) e ibridi (metallo/composito) con l’uso di nuove tecnologie additive e specifici paradigmi di progettazione biomeccanica e meccanica. La presenza di partner clinici assicura al progetto la dovuta attenzione ai requisiti funzionali e personalizzazione dei dispositivi e la possibilità di una valutazione completa della performance. I risultati del progetto permetteranno di affrontare anche le problematiche di durabilità e di resistenza a fatica di questi dispositivi attraverso l’uso di sensori in fibra ottica per monitorare le modifiche chimico-fisiche e strutturali dei compositi ottenuti.

OBIETTIVI del PROGETTO

L’obiettivo scientifico e tecnologico del progetto è quello di esplorare le potenzialità dei materiali compositi e delle tecnologie di stampa 3D a filo continuo (fibre lunghe e/o fibre corte) nella realizzazione di dispositivi protesici personalizzati e ad alte prestazioni (invasatura arto inferiore e/o ausili Energy Storing and Return Prosthesis, ESAR). In quest’ambito si andranno a sviluppare nuove soluzioni in termini di materiali innovativi, tecnologie AM, integrazione di materiali compositi e metallici (materiali ibridi), uso di sensori ottici, e progettazione di materiali compositi e strutture complesse. Il progetto ha un obiettivo economico-sociale connesso con la possibilità di realizzare dei dispositivi fruibili a costi più bassi rispetto ai prodotti commerciali, in modo da renderli potenzialmente disponibili a una platea di utenti vasta senza restrizioni dovute a limitazioni economiche.

RISULTATI ATTESI

Il prototipo finale sarà un dispositivo protesico realizzato mediante l’impiego delle tecnologie AM di compositi polimerici in grado di fornire: rigidezza adeguata, soddisfacente recupero di energia, adeguato peso, bassi costi di produzione, durabilità controllata.

The post Progetto proFIL – Filamenti multi-materiali per la realizzazione di protesi personalizzate ad alte prestazioni con focus su adaptive sport first appeared on LECCO Research Hub.

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

Finanziamento: 930.000 €

Partenariato:

• Centro Protesi Inail (P.I. Emanuele Gruppioni)
• Politecnico di Milano (Coordinatore, P.I. Alessandra Pedrocchi, Emilia Ambrosini, Marco Tarabini)

Sub-partners:                   

• IRCCS E. Medea – La Nostra Famiglia
• Ospedale Valduce, Clinica Riabilitativa Villa Beretta
• CNR – ITB, Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto di Tecnologie Biomediche
• UniverLecco   

__________________________________

I primi due anni del progetto FESleg hanno visto la realizzazione dei prototipi FES-gait e FES-bike.

Il prototipo FES-gait consiste in un esoscheletro ibrido che combina l’esoscheletro per il cammino TWIN, prodotto dall’Istituto Italiano di Tecnologia, con la Stimolazione Elettrica Funzionale (FES), implementando un sistema di controllo cooperativo. I primi risultati mostrano che è possibile ridurre la potenza richiesta ai motori dell’esoscheletro grazie all’azione combinata fornita dalla FES. Nell’ultimo anno del progetto, avrà luogo lo studio di usabilità del prototipo FES-gait su persone con mielolesione completa e/o incompleta e pazienti post-ictus, per il quale abbiamo recentemente ottenuto la convalida da parte del Ministero della Salute.

Il prototipo FES-bike consiste in un trike reclinato sensorizzato integrato con due stimolatori neuromuscolari per l’allenamento di piloti con mielolesioni complete ed incomplete. Attualmente, è in corso uno studio clinico con l’obiettivo primario di valutare l’usabilità di questo dispositivo, che ha coinvolto finora 13 persone con lesioni midollari. Inoltre, stiamo valutando l’efficacia di un allenamento di sei mesi con FES-bike in termini di caratteristiche morfo-funzionali dei muscoli coinvolti, trofismo osseo e cambiamenti del sistema nervoso autonomo in persone con mielolesioni complete. Al momento, sono stati reclutati 3 dei 5 piloti previsti. Politecnico di Milano parteciperà a Cybathlon 2024 con il prototipo FES-bike.

______________________________________________________________________

In Italia ci sono circa 85.000 persone con Lesioni Midollari (LM), di cui la maggior parte ha un’età compresa tra i 10 e i 40 anni, il che rende la LM una complessa condizione medica e di vita.
In tale contesto, anche nel lungo periodo, la fisioterapia e lo sport sono attività terapeutiche essenziali nella prospettiva di uno stato di salute complessivo, fisico e psicologico, della persona con LM.
In questo contesto l’obiettivo del progetto FES-LEG è quello di sviluppare paradigmi riabilitativi/sportivi che coinvolgono gli arti inferiori associando la Stimolazione Elettrica Funzionale (FES) con due gesti motori emblematici: il cammino assistito da esoscheletri attivi (FES-gait) e la pedalata (FES-bike). Questi sistemi hanno l’ambizione di rappresentare paradigmi di esercizio riabilitativo e ricreativo che potranno impattare in modo estremamente rilevante nella riabilitazione e nella vita di pazienti con patologie neuromotorie, come lesioni spinali, traumi nervosi periferici, ictus.

OBIETTIVI del PROGETTO

1. Sviluppare esoscheletri per il cammino con controllo cooperativo fra motori e azione muscolare, volontaria o stimolata.
2. Minimizzare gli ingombri e aumentare la portabilità di esoscheletri per il cammino, grazie all’integrazione di sistemi ibridi, attivi, passivi, con attivazione muscolare, volontaria o stimolata.
3. Disegnare una soluzione tecnologica di facile utilizzo e larga usabilità per FES-bike al fine di promuoverne la sua diffusione come modello di Sport-Terapia
4. Disegnare e validare nuove strategie riabilitative usabili sia in contesto clinico che in contesto domestico basate su esoscheletri con controlli ibridi per massimizzare il benessere, la funzionalità e il recupero in pazienti INAIL con disabilità neuromotorie, fra cui mielolesioni e ictus.
5. Favorire l’accesso ad attività sportiva affiancata a esercizio riabilitativo tramite stimolazione elettrica funzionale per soggetti con mielolesioni, attraverso lo sviluppo di FES-bike.
6. Preparare una squadra per la FES race di Cybathlon 2024 ed eventuali competizioni satelliti.

RISULTATI ATTESI

Il progetto prevede di sviluppare due prototipi:
– FES-gait, in cui un controllo biomimetico di tipo cooperativo della FES verrà integrato all’interno dell’esoscheletro TWIN di IIT
– FES-bike, in cui un trike commerciale verrà ottimizzato per l’utilizzo su persone con LM ed integrato con un sistema di controllo biomimetico della FES.

Si prevede inoltre di condurre due studi pilota paralleli atti a valutare:
– Usabilità di FES-gait su soggetti con LM (N=10) e possibile estensione ad altre patologie
– Usabilità di FES-bike su soggetti con LM (N=15)
Si prevede inoltre di condurre uno studio longitudinale su un gruppo ristretto di soggetti con LM (N=5) atto ad analizzare le caratteristiche morfo-funzionali del muscolo scheletrico e a quantificare le variazioni di parametri correlati alle suddette caratteristiche a seguito dell’utilizzo di FES-bike. I piloti coinvolti nello studio longitudinale si alleneranno per la partecipazione a Cybathlon 2024.

The post Progetto FESleg – Stimolazione Elettrica Funzionale nel trattamento di persona con lesioni midollari: dalla pedalata su trike al cammino con esoscheletro first appeared on LECCO Research Hub.