I ricercatori provano i materiali compositi PLA CaC03 per realizzare stecche stampate in 3D

I ricercatori provano i materiali compositi PLA CaC03 per realizzare stecche stampate in 3D

In un documento intitolato ” Nuovi compositi PLA-CaCO3 nella produzione additiva di arti superiori e plantari – uno studio di fattibilità “, un gruppo di ricercatori esamina la stampa 3D per curare le ferite degli arti superiori, che sono, dicono, “tra i più comuni infortuni in tutto il mondo. “Mentre le fratture ossee sono tradizionalmente trattate con calchi in gesso, sono stati utilizzati nuovi trattamenti sperimentali, compresa la stampa 3D per creare un calco personalizzato in base alle esigenze del paziente.

I ricercatori hanno testato il potenziale di tre diversi materiali per l’uso in calchi stampati in 3D; due di quei materiali erano nuovi. Hanno usato filamenti unici dalla compagnia ungherese Filamania. Questi materiali compositi sono stati confrontati con i polimeri PLA standard. I compositi sono stati realizzati in PLA miscelato con polvere fine di CaCO3. Creato per la prima volta dalla designer Carmen Brio alcuni anni fa, questo tipo di materiale ha proprietà interessanti.

Sono stati eseguiti test meccanici sui materiali, tra cui un Charpy Impact Test, un test di flessione a tre punti, un test di resistenza alla trazione e un test di durezza Shore D. I ricercatori hanno quindi studiato i materiali in termini di possibile produzione di stecche o calchi. Per prima cosa hanno esaminato la termoformatura, quindi il 3D ha scannerizzato una mano di volontari sani per creare un modello CAD, che è stato poi stampato in 3D.

I ricercatori hanno scoperto che la scansione 3D e la stampa 3D erano più costose e lunghe rispetto alla termoformatura; tuttavia, la tecnologia 3D ha prodotto una migliore adattabilità. Il volontario ha dichiarato che il cast stampato in 3D fornisce più stabilità, il che è fondamentale per la guarigione. Mentre la stampa 3D è più costosa dei tradizionali metodi di calchi in gesso, i ricercatori affermano che i costi si stanno avvicinando.

Con l’aggiunta di CaCO3 al PLA, le proprietà dinamiche e statiche dei materiali sono state modificate in modo significativo. Vale a dire, sono diventati più rigidi e fragili. Sono stati molto facili da termoformare, tuttavia, così come la stampa 3D, e sono stati facilmente ottenuti, rendendoli buoni candidati per la produzione di calchi e stecche.

“I test statici e le misurazioni Shore D indicano che i materiali possono essere utilizzati anche per la modellistica medica (ad esempio: modelli ossei per cannula intraossea – istruttori, modelli di denti per l’addestramento delle competenze e formazione personalizzata delle procedure di sintesi ossea),” i ricercatori concludono “Il nostro recente studio – analizzando il comportamento termico di questi materiali – ha dimostrato che questi materiali sono adatti anche per le procedure di disinfezione, che è una caratteristica importante nelle applicazioni cliniche. Per i risultati a lungo termine, nel prossimo futuro dovranno essere condotti studi clinici e relativi ai pazienti, insieme a ricerche di mercato dettagliate, incentrate anche sulle relazioni IP (proprietà intellettuale) “.

I ricercatori sottolineano che un inconveniente della stampa 3D è la sua velocità tipicamente lenta; aspettare nel pronto soccorso per 19 ore perché un cast sia pronto non è un’opzione. Tuttavia, l’utilizzo di un cast temporaneo fino a quando uno migliore può essere stampato in 3D è una possibilità, e i ricercatori prevedono che le velocità di stampa 3D presto si evolveranno in un intervallo accettabile. In termini di scansione 3D, mentre i ricercatori sono stati in grado di utilizzare un individuo sano per creare un modello, la maggior parte dei pazienti con fratture dovrà sottoporsi a scansione dell’arto opposto per ottenere un adattamento adeguato.

Autori dell’articolo sono Péter Varga, Denes Lorinczy, Luca Tóth, Atilla Pentek, Miklos Nyitrai e Peter Maroti.