Rimobilizzazione delle articolazioni delle dita attraverso la ricostruzione basata sull’intelligenza artificiale e la generazione di impianti in ceramica specifici per il paziente
Nel progetto FingerKIt, Fraunhofer IAPT, IKTS, ITEM, IWM e MEVIS stanno collaborando per consentire per la prima volta una catena di processo automatizzabile continua nella produzione di impianti specifici per il paziente, dalla progettazione alla produzione fino ai test conformi alla certificazione. Il lavoro all’interno del progetto si concentra sul mercato in crescita degli impianti per le articolazioni delle dita. Gli impianti relativamente piccoli sono soggetti a requisiti elevati per quanto riguarda l’adattamento individuale e il carico biomeccanico. Pertanto, le precedenti forme di terapia, sia in caso di artrite reumatoide che di trauma, molto spesso provocano l’irrigidimento delle articolazioni. Consentire una nuova forma di terapia per queste indicazioni e ottenere una rimobilizzazione delle articolazioni delle dita mediante impianti articolari adattati individualmente è l’obiettivo tecnico centrale del consorzio.
Nell’ambito del progetto, Fraunhofer MEVIS e IWM stanno inizialmente sviluppando un modello sulla base del quale è possibile creare un’immagine 3D dell’articolazione danneggiata dai dati radiografici 2D. In futuro, questo eliminerà la procedura diagnostica costosa e stressante delle scansioni TC. I modelli sviluppati saranno poi utilizzati all’IWM per simulare i requisiti biomeccanici degli impianti adattati individualmente. Sulla base di questo lavoro, lo IAPT crea dapprima un progetto iniziale dell’impianto e quindi addestra un algoritmo con l’obiettivo di generare automaticamente i singoli progetti implantari dai dati di simulazione disponibili. Questi vengono quindi resi disponibili sotto forma di dati idonei per la produzione additiva o la produzione near net shape presso IAPT e IKTS. Mentre l’IAPT si concentra sullo sviluppo del processo di tecnologie di produzione basate su leganti per materiali per modelli in titanio, l’IKTS sviluppa anche materiali ceramici di ossido o nitruro adatti con l’obiettivo di ottenere una maggiore biocompatibilità e osteointegrazione e quindi un migliore adattamento dell’impianto all’articolazione originale proprietà. L’ITEM, insieme all’IWM e all’IKTS, è responsabile della continua convalida delle proprietà degli impianti e sta sviluppando nuovi modelli in vivo per questi materiali e requisiti. Al fine di garantire una rapida trasferibilità nelle applicazioni cliniche e industriali fin dall’inizio, tutti gli istituti stanno lavorando insieme durante il progetto su una documentazione digitale dei loro processi conforme agli standard e interistituzionale. Nel corso del progetto e oltre,
(© Fraunhofer IAPT)