La designer colombiana Laura Echeverri-Giraldo ha sviluppato ENCAJA, un sistema che combina scansione tridimensionale con smartphone, progettazione parametrica e stampa 3D per realizzare invasature protesiche personalizzate per persone con amputazioni transradiali. Il progetto, presentato nell’ambito del James Dyson Award 2026, punta a ridurre i tempi di progettazione e a rendere possibile una produzione distribuita attraverso laboratori e organizzazioni dotati di attrezzature digitali relativamente accessibili.
L’elemento centrale non è una nuova mano robotica, ma l’invasatura, cioè il componente che collega il corpo dell’utilizzatore alla protesi o a uno strumento funzionale. La qualità di questa interfaccia condiziona comfort, stabilità e possibilità di utilizzare il dispositivo nella vita quotidiana.
La geometria del moncone viene acquisita con uno smartphone
Il processo comincia con l’applicazione di piccoli marcatori su punti anatomici rilevanti e sulle aree sensibili alla pressione. Successivamente, uno smartphone viene utilizzato per acquisire una scansione tridimensionale del segmento residuo dell’arto.
La presenza dei marcatori permette di associare alla geometria informazioni utili per la progettazione dell’invasatura, evitando di trattare ogni zona della superficie come se avesse la stessa capacità di sopportare carichi.
I dati vengono elaborati attraverso un algoritmo realizzato nell’ambiente parametrico Grasshopper. Il programma genera un modello personalizzato e considera le zone anatomiche che richiedono particolare attenzione.
Secondo la sviluppatrice, questo flusso di lavoro può ridurre la fase di progettazione da circa otto ore di lavoro manuale a un’ora. Si tratta di una stima riferita al processo descritto nel progetto, non di un confronto clinico esteso fra centri protesici.
Due componenti: struttura stampata e rivestimento morbido
Le prime prove avevano mostrato che la stampa 3D di componenti flessibili poteva essere utilizzata per costruire un’invasatura, ma il contatto diretto con la pelle provocava problemi di comfort.
Per affrontare questo limite, ENCAJA utilizza una configurazione composta da una struttura portante realizzata mediante stampa 3D e da un rivestimento interno in materiale espanso, prodotto con taglio laser.
Il rivestimento è sostituibile. Questo permette, almeno in linea progettuale, di intervenire su una parte soggetta a usura o da adattare senza rifare necessariamente tutto il dispositivo. La separazione delle due funzioni consente inoltre di studiare materiali diversi per il supporto strutturale e per il contatto con il corpo.
Il sistema comprende anche un connettore distale universale pensato per collegare strumenti intercambiabili. Negli esempi di sviluppo figurano accessori destinati ad attività quotidiane, come l’utilizzo di posate o il fissaggio a un manubrio.
Dalla progettazione locale ai file di fabbricazione
ENCAJA non viene presentato come un kit protesico già distribuito su larga scala. L’obiettivo è sviluppare una piattaforma che possa generare file pronti per la fabbricazione, da realizzare presso laboratori partner, organizzazioni non governative o strutture di riabilitazione.
Questo modello differisce dalla distribuzione di un prodotto standard. Il componente viene adattato alla geometria individuale e può essere fabbricato localmente, utilizzando una stampante 3D e un sistema di taglio laser.
La produzione distribuita potrebbe ridurre alcune difficoltà logistiche e facilitare eventuali sostituzioni, ma non elimina il bisogno di competenze cliniche. La corretta distribuzione delle pressioni e il controllo dell’adattamento richiedono valutazioni specifiche, particolarmente importanti quando il dispositivo viene utilizzato per periodi prolungati.
Cinque scansioni e una prima valutazione con utilizzatore e professionista
L’algoritmo parametrico è stato provato utilizzando cinque differenti scansioni di arti residui. Il progetto completo è stato inoltre valutato con un utilizzatore di protesi e un professionista qualificato del settore.
Il feedback ha portato a diverse modifiche, fra cui il miglioramento del collegamento distale per ridurre il rischio di sgancio accidentale, l’estensione dell’imbottitura interna, l’introduzione di riferimenti visivi per l’allineamento degli accessori e la revisione dell’interfaccia di scansione.
Questi passaggi costituiscono una prima verifica progettuale, ma non equivalgono alla validazione clinica di un dispositivo pronto per un impiego generalizzato. La stessa Echeverri-Giraldo indica fra gli sviluppi successivi la realizzazione di una piattaforma web completa e lo svolgimento di studi clinici con un numero maggiore di utilizzatori.
Le questioni ancora aperte
L’affidabilità di un sistema di questo tipo dipende da numerosi fattori: precisione della scansione, ripetibilità del posizionamento dei marcatori, comportamento meccanico dei componenti stampati, stabilità del collegamento distale e resistenza nel tempo.
La scelta dei materiali deve considerare anche il contatto con la pelle, la pulizia e le variazioni dimensionali che possono verificarsi durante l’utilizzo. Particolarmente importante sarà verificare se la riduzione dei tempi di progettazione si traduca effettivamente in una diminuzione dei costi complessivi dell’assistenza protesica.
ENCAJA mostra comunque un’applicazione coerente con i vantaggi della fabbricazione additiva: il componente non viene semplicemente prodotto in piccola serie, ma adattato digitalmente alle caratteristiche anatomiche di una persona.
Il passaggio decisivo sarà trasformare questo risultato in un percorso clinico e produttivo documentato, capace di garantire qualità e sicurezza anche al di fuori delle condizioni controllate della fase sperimentale.
Questo articolo è stato redatto con il supporto di strumenti di intelligenza artificiale (AI).
