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CUSTOM IMPLANTS

Progettazione e realizzazione di tessuti e endoprotesi su misura mediante tecnologie sottrattive e additive

CUSTOM IMPLANTS é un progetto di ricerca industriale presentato dall’Istituto Ortopedico Rizzoli in qualità di capofila e approvato sul “Bando per progetti di ricerca industriale strategica rivolti agli ambiti prioritari della strategia di specializzazione intelligente” (DGR 774/2015) all’interno del POR FESR EMILIA-ROMAGNA 2014/2020 Asse 1 Azione 1.2.2

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Partnership

  • IOR-RIT – Dipartimento Rizzoli RIT – Istituto Ortopedico Rizzoli (Coordinatore)
  • IOR-Lanmov, Laboratorio di Analisi del Movimento e Valutazione Funzionale – Clinica Protesica, Istituto Ortopedico Rizzoli
  • MIST E-R s.c.r.l. – Laboratorio di ricerca industriale
  • CIRI-ICT – Centro Interdipartimentale dell’Università d Bologna per la Ricerca Industriale e per le Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione – Alma Mater Studiorum Università di Bologna
  • Confindustria Emilia Romagna RIcerca Soc. Cons. a r.l. – Centro per l’innovazione
  • A.T. Progetti s.r.l., I+ s.r.l., Samo S.p.A., Energy Group s.r.l. – Imprese

Descrizione

La produzione di tessuti lavorati, preformati e di precisione, è un requisito che richiede alle Banche dei tessuti sia l’evolversi delle tecniche chirurgiche sia un’innovazione nei tessuti forniti. La processazione asettica di tessuto viene eseguita manualmente mediante l’uso di macchinari spesso non adeguati per lavorazioni di precisione. Precision-Grafting é un processo di manifattura innovativo in grado di produrre sterilmente tessuti umani personalizzati, standardizzati e ripetibili. L’introduzione di un braccio robotico, integrato ad un sistema di visione e gestito in clean-room, rappresenta una vera innovazione di processo, proponibile alle Banche di tessuto aventi l’obiettivo della riduzione dei costi di produzione. Il trattamento di difetti ossei di grandi dimensioni e’ oggi affidato prevalentemente al trapianto di tessuto osseo autologo. Tuttavia, esistono costrutti a base di materiali pre-fabbricati o innesti, forniti dalle Banche dei tessuti, aventi una sagoma predefinita. Tali costrutti presentano due svantaggi: 1) un lavoro di rimodellamento da parte del chirurgo, 2) problemi di stabilità dell’innesto nel lungo periodo. Poiché l’interazione delle cellule con i biomateriali costituenti gli scaffolds è fondamentale per il processo di rigenerazione tissutale, la magnetizzazione delle cellule con nanoparticelle può favorire il posizionamento delle cellule all’interno degli scaffolds. Personalized-Scaffolds si pone con autorevolezza in questo processo, visti i recenti risultati della tecnologia di cellularizzazione 3D con guida magnetica, sviluppata nella Regione Emilia Romagna, grazie alla collaborazione fra CNR di Bologna e IOR nel progetto europeo MAGISTER. Le tradizionali endoprotesi sono usate in larghissima scala per la sostituzione delle superfici articolari degenerate. Il successo è però discreto soprattutto a causa della mancata corrispondenza geometrica tra la singola specifica articolazione e la protesi artificiale impiantata. La problematica è più critica per le piccole articolazioni (polso, gomito, spalla e caviglia) che hanno minore incidenza. Custom-Endoprotesi possiede gli strumenti biomedicali (medical imaging, software di ricostruzione, modelli biomeccanici, ecc.) in grado di produrre protesi articolari personalizzate. Inoltre la recente tecnologia di stampa-3D rende molto più accessibile la produzione di forme singole e molto complesse. E’ possibile, quindi, combinare questi diversi sviluppi per progettare e validare procedure che dalle immagini diagnostiche standard del singolo paziente possano arrivare alla produzione di impianti di precisione, personalizzati e realizzati sulla base degli specifici difetti osteocartilaginei. Le tre linee di questo progetto hanno ognuna la capacità di dare un contributo determinante al processo di ridisegno della medicina rigenerativa e sostitutiva.

Obiettivi

L’obiettivo principale di CUSTOM IMPLANTS è rendere fruibili per i pazienti prodotti custom impiantabili sia a breve termine che a medio termine. Questo porterà al raggiungimento di un altro importante obiettivo: l’evoluzione e l’integrazione dei differenti know how presenti sul territorio (laboratori e imprese coinvolte) nell’ambito dei prodotti custom sia in protesica che in medicina rigenerativa, fornendo alle imprese stesse la possibilità di sfruttare i risultati del progetto. Il progetto prevede anche una rilevante attività di diffusione dei risultati che daranno un significativo contributo per la massimizzazione dell’impatto del progetto sul sistema industriale regionale.