Nuovi approcci per impianti bioriassorbibili: la ricerca della RWTH di Aquisgrana
Presso l’Università RWTH di Aquisgrana, la cattedra di Produzione Additiva Digitale (DAP) sta collaborando con partner scientifici e industriali per sviluppare un nuovo tipo di impianto bioriassorbibile personalizzato, basato su tecnologie avanzate di stampa 3D e leghe metalliche innovative. Il progetto si inserisce nell’ambito dell’alleanza reACT, che unisce competenze multidisciplinari con l’obiettivo di offrire alternative concrete agli impianti convenzionali in ambito ortopedico.
Un’alternativa su misura agli impianti tradizionali
L’idea alla base del progetto è creare impianti specifici per ciascun paziente, in grado di integrarsi nel corpo e di degradarsi progressivamente una volta completata la guarigione. Questo approccio mira a evitare un secondo intervento chirurgico, necessario invece con gli impianti permanenti in metalli come il titanio, che possono causare problemi come il sovraccarico meccanico residuo e il rischio di rifratture.
Soluzioni per difetti ossei complessi
Le applicazioni più immediate riguardano i difetti ossei critici delle ossa lunghe, spesso causati da traumi, malformazioni congenite o interventi chirurgici per la rimozione di tumori. La ricostruzione di queste aree è particolarmente complessa, soprattutto quando si vuole evitare materiali permanenti nel corpo.
Un configuratore intelligente per impianti personalizzati
Uno degli elementi centrali del progetto è lo sviluppo di un configuratore digitale, in grado di progettare automaticamente l’impianto in base ai parametri specifici del paziente. A partire da dati ricavati da tomografie computerizzate (CT), il sistema elabora un modello geometrico su misura, integrando strutture reticolari adattive che favoriscono sia la crescita del tessuto osseo sia la degradazione progressiva del materiale.
Produzione additiva e materiali metallici bioriassorbibili
Gli impianti vengono realizzati attraverso la tecnologia PBF-LB (fusione laser a letto di polvere), che consente un’elevata precisione nella definizione delle geometrie. Parallelamente, il team sta lavorando alla composizione ottimale di leghe metalliche, focalizzandosi su combinazioni di zinco e magnesio. Lo zinco offre buone proprietà di riassorbimento, ma è meccanicamente debole; il magnesio, invece, garantisce maggiore resistenza ma si degrada troppo rapidamente. La combinazione ottimale individuata prevede una lega con meno dell’1% di magnesio, che sembra offrire il giusto equilibrio tra stabilità e riassorbimento graduale.
Verso nuove applicazioni cliniche
Un primo dimostratore funzionale è già stato prodotto. La struttura è adattabile sia nella forma della cella sia nel diametro degli elementi portanti, permettendo un’elevata flessibilità progettuale. Le prospettive future includono applicazioni anche per impianti vertebrali o componenti per chirurgia maxillo-facciale.
Un progetto interdisciplinare con il sostegno del BMBF
Il progetto è finanziato dal Ministero Federale tedesco dell’Istruzione e della Ricerca (BMBF) nell’ambito del programma RUBIN, che supporta la collaborazione tra ricerca e industria. Tra i partner coinvolti figurano il Fraunhofer ILT, l’ospedale universitario di Aquisgrana e alcune aziende specializzate nella tecnologia medica.
