Stampa 3D di tutori ortopedici per scoliosi: un test che confronta la fused deposition modeling (FDM) con la termoformatura tradizionale

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Negli ultimi anni, la stampa 3D ha guadagnato una notevole attenzione nel settore ortopedico ed ortoprotesico.

Questo lavoro valuta la fattibilità della produzione di ortesi ortopediche per scoliosi mediante stampa 3D, confrontando prestazioni e costi con le procedure di termoformatura classiche. I parametri critici, come il tempo di produzione, le proprietà meccaniche, il peso e il comfort sono stati attentamente considerati.

 

Il polietilene tereftalato glicole modificato (PETG) è stato selezionato tra i diversi materiali filamentosi presenti sul mercato. I campioni stampati sono stati analizzati con microscopio elettronico, prove di trazione e impatto e confrontati con campioni di polietilene termoformato (PE) e polipropilene (PP). Inoltre, è stata effettuata un’analisi dei costi per l’applicazione specifica.

 

Il tutore termoformato di un paziente volontario affetto da scoliosi è stato riprodotto utilizzando tecniche di reverse engineering. Il modello è stato poi stampato in un unico pezzo e post-elaborato da un tecnico ortopedico esperto. Successivamente, il paziente ha indossato il tutore in un caso pilota per confrontare comfort ed efficacia meccanica.

 

I risultati mostrano che il metodo di fabbricazione della stampa 3D è in grado di fornire una valida alternativa agli attuali metodi di fabbricazione, essendo anche molto competitivo in termini di costi. L’analisi morfologica non mostra difetti critici nei campioni stampati in 3D, mentre i test meccanici hanno evidenziato la loro anisotropia, con una fragilità complessiva dei campioni PETG nella direzione ortogonale alle fibre. Tuttavia, in termini di sollecitazioni meccaniche, un tutore posteriore non dovrebbe mai raggiungere lo stress di resa del polimero, altrimenti la forma verrebbe modificata e l’effetto terapeutico potrebbe essere compromesso.

Infine, il paziente ha riportato la percezione di un supporto migliorato e nessuna differenza significativa di comfort rispetto al tutore termoformato.

 

Di seguito il link per scaricare l’articolo completo.

 

BIBLIOGRAFIA:

Davide Felice Redaelli, Valentina Abbate, Fabio Alexander Storm, Alfredo Ronca, Andrea Sorrentino, Cristina De Capitani, Emilia Biffi, Luigi Ambrosio, Giorgio Colombo, Paolo Fraschini “3D printing orthopedic scoliosis braces: a test comparing FDM with thermoforming” – The International Journal of Advanced Manufacturing Technology (2020) 111:1707–1720 https://doi.org/10.1007/s00170-020-06181-1

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