L’attività fisioterapica svolta in autonomia da un paziente a casa, ha un ruolo fondamentale nel percorso di riabilitazione in seguito a traumi o lesioni; affinché essa sia veramente efficace, è necessario tuttavia che gli esercizi siano svolti correttamente e che il fisioterapista possa monitorare i progressi del paziente. Per rispondere a queste esigenze, il gruppo TEDH – Technology and Design for Healthcare, un centro di competenze del Dipartimento di Design del Politecnico di Milano – Polo Territoriale di Lecco, specializzato in ricerca e sviluppo in ambito salute e benessere, ha realizzato, con l’ausilio della stampa 3D, il progetto TUTA che ha visto la collaborazione del Centro Riabilitativo “Villa Beretta” di Costamasnaga (CO) e UNIVERLECCO.
Partendo dall’ascolto e dall’analisi delle esigenze degli utenti, termine che comprende non solo i pazienti, ma anche fisioterapisti, medici e le persone che vivono e ed eventualmente aiutano il paziente nella riabilitazione, è nato un dispositivo in tessuto smart facilmente indossabile in grado di monitorare la riabilitazione sia dal punto di vista motorio che cardiorespiratorio.
Una delle prime sfide che il team ha dovuto affrontare nella realizzazione del progetto è stata la connessione fra i device e il tessuto, composto da filati ultratecnici: per realizzare le scocche che contengono l’elettronica e gli alloggi collegati al tessuto su cui posizionarli il gruppo si è quindi rivolto alla stampa 3D. Le stampanti stereolitografiche di Formlabs e le molte resine disponibili, unite ai continui input degli utenti, hanno permesso di sperimentare diverse forme e materiali, fino a individuare la soluzione perfetta, che unisce facilità di utilizzo, resistenza e semplicità di connessione.
“A ogni TUTA vengono collegati 14 dispositivi, 7 nella parte superiore e 7 in quella inferiore e per la buona riuscita del progetto è essenziale che funzionino tutti correttamente in modo da non correre il rischio di avere solo una connessione parziale. Il sistema è inoltre pensato per essere utilizzato anche da persone che hanno subito traumi o lesioni e deve perciò prevedere che gli enclosure contenenti l’elettronica siano facilmente collegabili e che si possano accendere semplicemente – dichiara Paolo Perego, ricercatore presso il Dipartimento di Design del Politecnico di Milano, che aggiunge -. Con la stampante Formlabs abbiamo realizzato decine di prototipi, utilizzando sia la Clear Resin, che consente di realizzare dispositivi semitrasparenti, che le resine elastiche per gli alloggi e i pulsanti, e la Grey Pro Resin, versatile e resistente, per la soluzione finale”.
Il TEDH ha sviluppato due tipi di dispositivi: uno per la sola misurazione dei movimenti e uno per il monitoraggio multiparametrico che, posto sul tronco, permette di misurare sia i movimenti, che la respirazione e il battito cardiaco.
I dispositivi, collegati al tessuto, raccolgono dati che vengono poi trasmessi a uno smartphone, permettendo al medico di analizzare e esaminare i progressi del paziente. In futuro sarà inoltre possibile per il paziente vedere sul telefono l’esercizio, svolgerlo e infine ricevere feedback sull’esecuzione corretta o meno.
“I dati emersi dai primi pazienti che hanno provato la tuta sono molto incoraggianti, quasi agli stessi livelli dei sistemi inerziali usati in ricerca o dei sistemi optoelettronici usati per la motion capture nell’animazione, il tutto però a una frazione estremamente ridotta del costo – ha affermato Paolo Perego, che prosegue -. Questo progetto ci ha permesso di comprendere le infinite potenzialità della stampa 3D stereolitografica e in futuro desideriamo studiare nuove applicazioni sia nell’ambito della sensoristica wearable, sia nella realizzazione di dettagli di protesi”.
“Negli ultimi anni stiamo assistendo a sempre più applicazioni della stampa 3D nell’ambito della medicina e della riabilitazione: dalle ortesi per i bambini affetti da paralisi cerebrale, agli strumenti chirurgici su misura per il paziente, alle soluzioni nate in seguito all’emergenza COVID-19. Siamo felici di questo nuovo progetto e crediamo che ora sia ancora più importante in un periodo in cui le misure per il contenimento del Coronavirus rendono meno sicuro recarsi nei centri per la riabilitazione” ha dichiarato Gaurav Manchanda, Director of Healthcare presso Formlabs.