Open BioMedical: Lelio Leoncini parla dei suoi busti stampati in 3D

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obm-logodi Angela Ameruoso – Electronic Engineer student at the Politecnico of Bari. Tech passionate and of all science innovations at the service of society.

Fonte: http://www.openbiomedical.org 

leoncini-studioIl protagonista dell’articolo che leggerete oggi è un medico, precisamente uno specialista in Medicina Fisica e Riabilitazione. Ma Lelio Leoncini non è solo questo! Come mi spiega lui stesso ridendo, e leggendo il resto dell’articolo capirete anche voi perché, nella sua mente oggi ci sono tre persone: il medico, il tecnico ortopedico e il modellatore. Incontro Lelio nel suo studio di Acquaviva delle Fonti (BA) e ne rimango impressionata. Ovunque modelli stampanti in 3D e in una stanzetta laterale scopro una serie di guide, sensori e macchinari degni di uno studio ingegneristico, più che di quello di un medico. Lelio infatti è noto per aver realizzato il primo busto per scoliosi acquisito e stampato in 3D.

Iniziamo l’intervista e Lelio mi spiega perché ha scelto di partire proprio dal problema della scoliosi.

La scoliosi è definita la “bestia nera” dell’ortopedia, perché è un problema della colonna vertebrale molto complesso da trattare. Sommariamente, la scoliosi implica un’anomala curvatura e rotazione della colonna vertebrale e per curarla è necessario imprimere alla colonna dei movimenti correttivi che attualmente si fa utilizzando dei grossi e ingombranti busti.foto-scoliosi-1

Il principale problema dei metodi tradizionali di correzione è che operano secondo una logica a due dimensioni, mentre la scoliosi agisce sulla colonna in tre dimensioni, inoltre è difficile prevedere le reazioni del corpo ai movimenti correttivi impressi dal busto. Il secondo problema riguarda l’acquisizione e la realizzazione stessa del busto. Innanzitutto è necessaria una stanza di lavoro grande e un sistema per tenere fermo il paziente durante la procedura. Il paziente è fasciato e realizzando il modello del suo busto si ottiene un guscio che viene successivamente riempito di gesso e lavorato a mano da un tecnico. Sul gesso verrà poi avvolto un materiale termoriscaldato per ottenere il corsetto vero e proprio.busto-tradizionale-3

Questo metodo risulta invasivo, lento, costoso e poco accurato. Se infatti il busto non è perfettamente calzante, non è possibile modificarlo e per il paziente sarà molto fastidioso da tenere. Diversamente, se avessimo la possibilità di realizzare un busto anatomico, avremo un vantaggio anche nella velocità di trattamento del problema.

Tutti questi difetti della tecnica tradizionale hanno spinto Lelio a cercare una soluzione alternativa al problema della scoliosi.

Ha deciso di mettere a punto un sistema di acquisizione del busto di tipo CAD-CAM. Il sistema si basa sull’utilizzo di sensori ad infrarossi per l’acquisizione simultanea di tutto il tronco. I sensori ad infrarossi hanno un costo ridotto, rispondono velocemente, sono più accurati e possono operare anche al buio. Questo implica meno disagio per il paziente durante la fase di acquisizione e la possibilità di avere una stanza attrezzata molto più piccola, al limite un box di 2 mt per 2 mt. Il sistema ad infrarossi è stato realizzato interamente da Lelio e dal suo team con materiali di recupero e ad un costo molto inferiore rispetto ai sistemi attualmente in commercio.video-acquisizione-leoncini

Successivamente, l’immagine acquisita dai sensori viene passata al monitor di un pc e qui, tramite appositi programmi di modellazione, è possibile subito studiare i difetti della colonna e realizzare, direttamente sull’immagine del busto del paziente, il modello preciso del corsetto. Lelio mi spiega che, anche se venissero fatti errori, con il software è molto più semplice correggerli, paragonato alla tecnica manuale di modifica del busto in gesso. Infine si invia il modello ad un macchinario che realizza il busto. Il modello non viene più realizzato in gesso, ma con una schiuma poliuretanica, una sorta di polistirolo molto denso per essere poi fresato tramite un macchina CNC a controllo numerico. Alla fine otteniamo un busto acquisito e modellato con grande precisione a ad un costo molto minore. Attualmente questo è l’unico tipo di macchinario certificato ed autorizzato per la realizzazione del busto.

Come si passa dal sistema CAD-CAM alla stampa 3D?

Lelio mi racconta che ha iniziato ad integrare la stampa 3D nel suo sistema quando è stata messa a punto dalla Wasp la prima stampante di dimensioni adeguate al suo lavoro. L’ha subito acquistata ed ha iniziato a destreggiarsi nel complesso mondo della modellazione. Mi spiega ridendo che si aspettava fosse tutto molto più facile, ma alla fine, anche senza competenze tecniche, è riuscito a farcela ed è stata davvero una grande vittoria per lui. Non si sentiva più solo un medico, ma anche un modellatore e un ortopedico e scoprire che quando pensi, pensi per tre, ti fa sentire molto fiero di te stesso e dei progressi che hai fatto. Attualmente però, l’uso della stampante 3D nella creazione dei busti è ad un punto morto. Manca un’ente che si prenda in carico la realizzazione di un filamento certificato per l’uso sul corpo umano. Finché non sarà superato questo ostacolo, la stampante 3D non potrà essere utilizzata per la realizzazione vera e propria dei busti.

I vantaggi nell’uso della stampante 3D sarebbero innumerevoli: possibilità di creare busti molto leggeri, ad un costo ridotto e con la possibilità di riciclare il PLA dopo l’uso; sarebbe possibile modificare il corsetto anche in tempi successivi, grazie ad una pistola termica; il peso ridotto del busto si accompagnerebbe anche ad un migliore fattore estetico.foto-busto-4

Creare un corsetto più bello, magari colorato, potrebbe sembrare un punto di secondaria importanza, tuttavia permetterebbe, soprattutto ai bambini, di accettare la cura con più facilità. Infatti, gran parte dei trattamenti alla schiena viene fatta sui bambini e Lelio mi racconta che è sempre molto triste dovergli spiegare che i busti colorati in 3D alle pareti del suo studio, quelli che hanno affascinato anche me all’ingresso, sono solo dei modelli e il corsetto che dovranno portare sarà molto diverso. In attesa del filamento certificato, Lelio ha iniziato un nuovo e importante progetto: la realizzazione di protesi estetiche degli arti. Il suo obiettivo è quello di riprodurre quanto più fedelmente possibile l’arto mancante, in modo che non possa in alcun modo sembrare un arto artificiale. Al momento lui e il suo team lavorano sulla creazione e sulla messa punto dell’innovativo sistema di acquisizione.

Lelio Leoncini lavora con un obiettivo ben preciso in mente: innovare il settore della fisioterapia e non ci sono parole migliori delle sue per concludere questo articolo.

“Aiutare chi aiuta è compito di chi da sempre crede che l’innovazione sia lo strumento per abbattere le barriere. E’ proprio la tecnologia che consente a chi è in crisi di mettersi velocemente alla pari con gli altri ed oggi più che mai servono investimenti e un impegno del pubblico su ricerca e sviluppo. A mio avviso la tecnologia, e di conseguenza il progresso, è sempre richiesto dalla medicina. La medicina è una scienza e in quanto tale non raggiunge mai un punto di arrivo ma ha bisogno di svilupparsi sempre, di protendere al miglioramento al fine di offrire sempre più possibilità all’uomo, migliorandolo o salvandogli la vita. Il valore che la tecnologia offre al business si traduce nella capacità dell’impresa di essere più flessibile, efficiente e competitiva, capace di affermarsi sui mercati globali. L’Italia è il paese delle piccole e medie imprese, dove le tecnologie digitali possono realmente segnare un cambiamento nella capacità di competere e di portare valore nel territorio in cui operano. Attraverso la condivisione di esperienze e una collaborazione continua tra il mondo delle imprese e della ricerca, può nascere una cultura dell’innovazione che realizzi crescita e sviluppo.”

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