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Una nuova ricerca sul trattamento della scoliosi utilizza un tutore intelligente per la schiena stampato in 3D per fissare la postura nei bambini con deformità della colonna vertebrale senza chirurgia

Tutore per la schiena adattabile stampato in 3D (immagine: Università di Glasgow)
Tutore per la schiena adattabile stampato in 3D (immagine: Università di Glasgow)
I genitori di bambini con deformità della colonna vertebrale saranno lieti di sentire un'altra applicazione medica della tecnologia di stampa 3D, questa volta potenzialmente utilizzata per il trattamento di successo della scoliosi. I ricercatori dell'Università di Glasgow hanno sviluppato un tutore per la schiena stampato in 3D che può percepire e adattarsi per correggere continuamente la postura mentre lo si indossa.

Un team di ricercatori di ingegneria e professionisti medici del Regno Unito e degli Stati Uniti è riuscito a stampare in 3D una sorta di tutore "intelligente" per la schiena per aiutare le persone con scoliosi. Questa malattia ortopedica si manifesta con deformità della colonna vertebrale e si trova più spesso nei bambini tra i 10-15 anni, influenzando la loro postura più tardi nella vita se non trattata in modo tempestivo, in alcuni casi portando ad un intervento chirurgico. Esercizi medici e tutori per la schiena possono aiutare a raddrizzare la colonna vertebrale e a mantenerla nella posizione corretta mentre il giovane è in fase di crescita ed è proprio qui che i ricercatori hanno concentrato i loro sforzi

Gli attuali tutori per la schiena usati per la correzione della scoliosi sono piuttosto scomodi e richiedono molto tempo per trovare la giusta misura, così hanno deciso di stamparne uno adattabile su misura per la specifica deformità della spina dorsale di ogni individuo. L'autore principale dello studio, il dottor Shanmugam Kumar della James Watt School of Engineering dell'Università di Glasgow, insieme a collaboratori della Texas A&M University, del Massachusetts General Hospital e del MIT, ha accoppiato il polipropilene leggero con nanotubi di carbonio per cercare di creare un tutore più adatto

I tubi di carbonio dispersi nel materiale creano una rete conduttiva la cui piezoresistenza può essere successivamente misurata per determinare quali parti di un tutore subiscono più pressione di altre. La struttura reticolare che i ricercatori hanno stampato in 3D dal nuovo materiale di rilevamento della deformazione può essere utilizzata per tutori per la schiena unici su misura che richiedono meno tentativi ed errori per adattarsi correttamente. Il tutore "intelligente" per la scoliosi potrebbe poi riferire ai medici dove risiede la maggiore pressione e permettere loro di correggerla dopo poche settimane di utilizzo per renderla ancora più confortevole per quel particolare paziente. Secondo il dottor Kumar:

Questo potrebbe aiutare i pazienti a beneficiare di regolazioni più accurate della rigidità del tutore in diverse direzioni, dati migliori per informare i tempi e le modalità ottimali di regolazione del tutore. Questo li renderebbe un miglioramento potenzialmente significativo rispetto ai tradizionali tutori rigidi realizzati con materiali passivi attraverso approcci produttivi convenzionali. I disegni cellulari dei compositi intelligenti rendono i sostegni leggeri oltre ad offrire attributi meccanici e funzionali regolabili.

Potrebbe essere un tratto di chiamare la procedura 4D-printing, un campo medico in crescitala struttura risultante del supporto per la schiena è sensibile e adattabile dopo il processo, ma senza le capacità di cambiamento di forma richieste dopo che è stata sfornata dalla stampante. Il team di ricerca sta ora cercando di identificare i migliori usi per la loro nuova struttura medica stampata in 3D e sta attivamente perseguendo studi clinici per testare le prestazioni dei tutori intelligenti per la schiena in scenari reali.

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Il processo del tutore intelligente per la scoliosi stampato in 3D
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Daniel Zlatev, 2022-02- 9 (Update: 2022-02- 9)