Orthomedica e i sensori per protesi personalizzate: abbattuti i tempi di riabilitazione (-30%) e produzione (-60%)

L’azienda padovana Orthomedica, specializzata nella realizzazione e distribuzione di ausili ortopedici e presidi sanitari personalizzati, ha concluso con successo DTI-3D, il progetto di ricerca sperimentale da 200mila euro dedicato alle protesi su misura e cofinanziato da SMACT Competence Center nell’ambito del bando IRISS.

Attraverso questo percorso sono stati raggiunti diversi risultati tangibili, sia in termini di miglioramento del benessere dei pazienti sia a livello aziendale: i tempi di produzione delle protesi sono stati ridotti del 60% e il percorso di riabilitazione è stato accelerato del 30%. L’efficacia emersa dai risultati ha portato l’azienda a depositare il brevetto per un innovativo sistema tecnologico – basato sull’integrazione tra Digital Twin, stampa 3D e un liner sensorizzato – capace di migliorare concretamente la qualità della vita delle persone con amputazioni agli arti inferiori.

A raccontare il progetto Massimo Pulin, Presidente di Orthomedica: «Elemento distintivo del progetto è stato l’approccio data-driven introdotto nella pratica ortopedica: la raccolta e l’analisi sistematica dei dati di pressione e di utilizzo della protesi hanno aperto la strada alla creazione di un database strutturato che, nel rispetto della normativa sulla protezione dei dati personali, potrà alimentare modelli predittivi sempre più accurati. Questo permetterà in futuro di migliorare ulteriormente la personalizzazione dei dispositivi e di ridurre il rischio di complicazioni cliniche. Dal punto di vista industriale, il progetto ha favorito l’adozione di procedure standardizzate e tracciabili lungo tutta la filiera produttiva, aumentando la qualità, la ripetibilità e la conformità ai requisiti normativi del settore dei dispositivi medici».

Il progetto DTI-3D ha introdotto tecnologie innovative e sostenibili nel campo della produzione delle protesi per arti inferiori. Per la sua realizzazione è stato brevettato un liner protesico in silicone – chiamato anche cuffia protesica – un elemento che protegge la pelle dell’arto residuo dallo sfregamento e viene indossato direttamente sul moncone prima di inserire la protesi vera e propria. La componente innovativa riguarda la sensoristica avanzata inserita all’interno del liner grazie alla collaborazione con Protolab, partner del progetto. Questi speciali sensori segnalano le aree di scarico e di eccessiva pressione esercitata dal moncone. È stato poi creato un Digital Twin, ovvero un gemello digitale, che consenta la modellazione dell’invaso – l’elemento che andrà indossato a contatto con il liner e prima della protesi -, realizzato con una stampante 3D in combinazione con il liner sensorizzato. Attraverso questa soluzione il paziente ottiene un maggior comfort e una migliore deambulazione.

Il progetto ha permesso di passare da metodi tradizionali, che comprendono invasi composti da gesso e resine che sono materiali di difficile smaltimento, a un sistema digitale e personalizzato basato sulla stampa 3D e sulla sensoristica avanzata. Questo approccio consente di creare modelli altamente personalizzati delle protesi, ottimizzandone la funzionalità e diminuendo i tempi di produzione. L’obiettivo finale è migliorare l’esperienza del paziente, riducendo i rischi di complicazioni come ulcere da pressione e accelerando il percorso di riabilitazione.

Per lo sviluppo dei componenti e i test in condizioni reali, Orthomedica ha collaborato anche con il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Padova (DII). Attraverso l’integrazione dei dati raccolti con i modelli biomeccanici, il dipartimento ha contribuito a ottimizzare le geometrie del modello digitale garantendo un elevato livello di precisione e affidabilità. I dati raccolti sono stati integrati nel modello digitale, consentendo di ottimizzare la geometria dell’invaso sulla base di parametri oggettivi e non esclusivamente sull’esperienza manuale del tecnico ortopedico. Il sistema è stato testato su un primo gruppo pilota di pazienti, permettendo di validare l’affidabilità delle misurazioni e la coerenza tra simulazione digitale e comportamento reale della protesi. Si è osservata inoltre una migliore distribuzione delle pressioni sull’interfaccia moncone–invaso, con una riduzione dei picchi pressori critici fino al 30% rispetto ai metodi tradizionali e si sono ridotti del 30% i tempi di adattamento alla nuova protesi, accelerando il percorso riabilitativo.

L’obiettivo non è solo quello di realizzare protesi avanzate, ma anche promuovere una metodologia replicabile che combini competenze scientifiche e tecniche per migliorare la qualità della vita dei pazienti e aprire nuove prospettive nel campo dell’ortopedia tecnica.