Ortesi stampate in 3D: una guida per ottenere il massimo sostegno

Le ortesi sono dispositivi medici esterni creati per trattare o fornire sostegno a regioni interessate da deformità muscolari o scheletriche. Possono inoltre favorire la mobilità o il recupero articolare, alleviare il dolore e prevenire lo sviluppo di problemi a lungo termine. 

Alcuni esempi dei dispositivi ortesici più comuni:

• Tutori per ginocchia, che riducono la pressione e la forza esercitata sull'articolazione durante l'attività fisica 
• Ortesi per caviglia e piede, che stabilizzano il piede e migliorano l'andatura
• Ortesi per polso e mano, che forniscono sostegno alle articolazioni e alla mobilità dell'arto 

Il mercato odierno delle ortesi ha un valore di circa 6,5 miliardi di euro, con un tasso di crescita annuale previsto pari al 4,2%. Tale crescita è spinta dalla necessità di migliorare la qualità delle cure mediante soluzioni realizzate su misura. I dispositivi tradizionali possono infatti provocare disagio a chi li indossa, oltre a problemi di salute causati dalla scarsa aderenza. Nonostante la personalizzazione offra una soluzione, in quanto consente di realizzare dispositivi su misura, i metodi tradizionali di produzione personalizzata hanno costi aggiuntivi e lunghi tempi di consegna. 

Per produrre dispositivi ortesici personalizzati, molti professionisti e professioniste del settore sanitario stanno ora adottando la stampa 3D. Seguendo workflow convalidati, questa tecnologia permette di risparmiare tempo e risorse, consentendo la realizzazione in tempi record di ortesi su misura. Continua a leggere per scoprire di più su come le ortesi personalizzate stampate in 3D migliorino l'esperienza dei pazienti e l'efficienza di produzione.

Il processo tradizionale di creazione delle ortesi fa parte di quelle procedure che seguono il principio del "se non è rotto, non ripararlo". I workflow tradizionali consentono di realizzare ortesi su misura per i pazienti, ma comportano molto tempo e manodopera e quindi costi aggiuntivi, il che lascia un significativo margine di miglioramento. 

I workflow digitali per la realizzazione di ortesi personalizzate comprendono nuove opzioni di progettazione, test e produzione pensate per ridurre i costi di personalizzazione e velocizzare i cicli di produzione, con conseguenti tempi di consegna ridotti, dispositivi con una migliore aderenza e risultati ottimizzati per i pazienti. La stampa 3D, nota per la sua rapidità di produzione e i processi relativamente convenienti, offre a chi opera nel settore delle ortesi una soluzione efficace per ottenere applicazioni personalizzabili in modo rapido ed economico.

Le ortesi vengono prodotte in modi differenti a seconda del loro utilizzo finale. Per la produzione delle ortesi si può ricorrere a processi tradizionali come la realizzazione di calchi in gesso o in schiuma per impronte, la lavorazione meccanica convenzionale, la termoformatura e la fusione della cera. 

Indipendentemente dai metodi utilizzati, i workflow di base possono essere riassunti come segue: 

1. Si crea una mappa della parte interessata tramite un'impronta o un calco, disegni tecnici e misurazioni. L'operazione può richiedere fino a un'ora. 
2. Dalla mappa topografica si crea un modello di sviluppo. A seconda del processo utilizzato, questa operazione può durare da una a due ore. 
3. Il modello viene adattato e scolpito per garantire un'aderenza ottimale. Possono servire diverse sedute per apportare al modello le modifiche necessarie. A seconda del piano di trattamento, le sedute possono arrivare a richiedere diverse ore nell'arco di più settimane. 
4. Infine, l'ortesi viene sottoposta a post-elaborazione e finitura per prepararla all'uso.

Trattandosi di un processo manuale, è potenzialmente soggetto a errori a ogni fase del workflow, tra cui difetti nei calchi, misure non accurate ed errori di progettazione, che possono renderlo ancora più lungo e aumentare la manodopera necessaria, i tempi di produzione e il numero di sedute. Inoltre, questo workflow manuale richiede personale specializzato e si svolge in un ambiente pieno di polvere e fumi chimici. Alla luce di tutti questi fattori, per completare un singolo articolo personalizzato possono essere necessarie dalle tre alle sei settimane.

L'elevato grado di personalizzazione delle ortesi stampate in 3D offre non solo una maggiore precisione biomeccanica, ma anche più comfort a chi le indossa. I design vengono adattati direttamente alle esigenze specifiche di ogni caso, consentendo un trattamento e un'aderenza ottimali.

L'efficienza e la convenienza delle ortesi stampate in 3D rendono le soluzioni realizzate su misura accessibili a un maggior numero di persone, ma anche vantaggiose per chi le produce. Dopo l'introduzione di nuovi workflow, l'adozione della stampa 3D di ortesi ha dimostrato di aumentare la produttività e ridurre i costi. 

Risparmio di tempo: i workflow digitali permettono di risparmiare tempo sia al personale ortopedico che ai pazienti. I workflow semplici ed efficienti consentono infatti di dedicare meno tempo alla creazione dei modelli e alla post-elaborazione e più tempo ad attività di maggior valore. Per i pazienti, ciò si traduce in un minor numero di sedute per la verifica dell'aderenza e in meno tempo per l'acquisizione di impronte e misure.

Risparmio economico: digitalizza e semplifica il workflow con la stampa 3D per ridurre i costi di produzione, manodopera, materiali, conservazione e spedizione. I workflow tradizionali richiedono più materiali per l'acquisizione delle impronte e la creazione degli stampi, senza contare le esigenze di conservazione che ne conseguono. Con la stampa 3D, questo non è più un problema. Inoltre, la post-elaborazione delle ortesi stampate in 3D richiede meno manodopera e garantisce una maggiore efficienza. 

Workflow semplificato: i workflow digitali richiedono meno manodopera e meno passaggi, il che porta all'eliminazione di intere sequenze di processi manuali, inclusa una riduzione del numero di sedute per le verifiche dell'aderenza. Inoltre, la stampa in lotti consente di stampare più ortesi alla volta, a seconda delle dimensioni e delle applicazioni da stampare.

Logistica migliorata: la digitalizzazione semplifica la gestione della logistica. Le scansioni 3D possono essere effettuate ovunque e inviate in remoto per la modellazione digitale e la progettazione. Una volta progettati, i file digitali possono essere inviati direttamente alla stampante, sia in loco che fuori sede. 

Sostenibilità: nel workflow digitale, la realizzazione del prodotto finale richiede una quantità inferiore di materie prime, in quanto non è più necessario creare un modello o una replica fisica. La stampa 3D a sinterizzazione laser selettiva (SLS), che viene adottata per la produzione di diversi tipi di ortesi, consente di riutilizzare la polvere nella stampa successiva per ridurre o persino eliminare gli sprechi. A differenza dei metodi di produzione tradizionali, in cui i modelli e la plastica devono essere smaltiti, la stampa 3D riduce al minimo gli sprechi e l'utilizzo di sostanze chimiche aggressive.

Le ortesi vengono utilizzate per trattare numerosi problemi. Le differenze di dimensioni e forma dell'anatomia, oltre ai requisiti del dispositivo, fanno sì che le ortesi standard possano risultare scomode a causa della scarsa aderenza, il che può influire sull'indossabilità e sull'efficacia, arrivando anche a causare disturbi secondari. Le ortesi standard, poiché prodotte in serie con dimensioni preimpostate, sono tradizionalmente meno costose delle soluzioni personalizzate. Tuttavia, ciò va a scapito del comfort e, in molti casi, dell'efficacia. È per questo che le ortesi personalizzate vengono utilizzate in un'ampia gamma di applicazioni importanti, tra cui quelle presentate di seguito. 

Solette: le solette plantari, anche chiamate ortesi per il piede, vengono inserite nella scarpa per fornire sostegno, ma servono anche a correggere eventuali disturbi del piede e a ridurre il dolore. Posso essere prescritte in caso di dolore o fastidio causato da alluce valgo, artrite, piede cavo o fascite plantare.

Ortesi per polso e mano: le ortesi per il polso e la mano immobilizzano le articolazioni per il trattamento di alcuni disturbi, tra cui fratture, artrite, lesioni ai legamenti, innesti cutanei, deformità, tendinite e distorsioni. Ne esistono di diverse tipologie: solo per il pollice, per alcune dita o per tutta la mano, ma anche per l'intero avambraccio, a seconda del piano di trattamento. 

Ortesi per caviglia e piede: possono essere prescritte per correggere l'allineamento o fornire sostegno al fine di migliorare la mobilità nei casi di limitato controllo motorio degli arti inferiori. Queste condizioni possono derivare da una serie di disturbi neurologici e muscolo-scheletrici, tra cui ictus, paralisi cerebrale e sclerosi multipla, e interessano persone di tutte le età. 

Caschetti di rimodellamento cranico: queste ortesi sono dispositivi simili a caschi destinati ai neonati di età inferiore ai 18 mesi che presentano plagiocefalia o deformazioni craniche, causate il più delle volte dall'eccessivo tempo trascorso in posizione distesa sulla schiena, e servono a proteggere la testa o correggerne la forma. La Nylon 11 Powder può essere utilizzata per stampare in 3D il componente esterno rigido sulla macchina a sinterizzazione laser selettiva (SLS) Fuse 1+ 30W. Per lo strato ammortizzato interno può invece essere utilizzata la TPU 90A Powder.

Maschere protettive per il naso: le maschere protettive per il naso o il viso vengono spesso prescritte a seguito di fratture del naso o di altre parti del viso. Per realizzare questi dispositivi, il processo più indicato è la stampa 3D SLS con la Nylon 11 Powder. Nel caso di maschere trasparenti, spesso richieste per motivi estetici, si consiglia invece la stampa 3D stereolitografica (SLA) con la BioMed Durable Resin, un materiale trasparente e resistente agli urti per le stampanti 3D SLA Form 3+/3L.

Per la realizzazione di ortesi personalizzate con la stampa 3D occorrono uno scanner 3D, un software CAD e una stampante 3D con un materiale compatibile. Esistono diverse opzioni a seconda di tipo di ortesi, volume di produzione, usi previsti, workflow, spazio disponibile e investimento iniziale. Tuttavia, l'adozione della stampa 3D per creare ortesi personalizzate è ora più accessibile che mai.

La stampa 3D ha rivoluzionato la progettazione delle ortesi e consente di produrre dispositivi specifici per i pazienti con workflow semplificati che fanno risparmiare tempo e denaro. Ne conseguono diversi vantaggi per i pazienti: minor numero di visite, tempi di consegna rapidi e massima personalizzazione per un maggiore comfort, il tutto a un costo inferiore rispetto ai metodi tradizionali di produzione di ortesi personalizzate. Per i team ortopedici e le aziende produttrici, i workflow di stampa 3D permettono di risparmiare tempo e risorse e di creare al contempo un ambiente di lavoro più confortevole.  

La stampa 3D SLS si è dimostrata un metodo affidabile ed efficiente per produrre ortesi, mentre la stampante SLS Fuse 1+ 30W di Formlabs combina prestazioni di livello industriale con un workflow accessibile e conveniente. Poiché la Fuse 1+ 30W è una stampante SLS compatta, può essere facilmente installata in ogni spazio di produzione. Inoltre, il catalogo di materiali della Fuse 1+ 30W include la Nylon 11 Powder, un materiale resistente e flessibile che riproduce fedelmente le proprietà dei materiali delle attuali ortesi per utilizzo finale, e la TPU 90A Powder, un materiale elastico e sicuro per il contatto con la pelle.

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