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Metamateriale auxetico 3D ad elementi rotanti

Biomaterialilega di titaniometamateriali auxetici rotantiProtesistampa 3D

Introduzione

L’invenzione descrive un’innovativa struttura in metamateriale auxetico, realizzata tramite un processo ottimizzato di manifattura additiva a polvere metallica (tecnologia Selective Laser Melting), avente comportamento elastico fino ad elevate deformazioni e rigidezza simile a quella del nucleo spugnoso vertebrale, utile, in particolare, per la realizzazione del nucleo di protesi vertebrali.

Caratteristiche Tecniche

Innovativa struttura in metamateriale biocompatibile, in stampa 3D (in titanio o eventualmente in polimero), pensata per protesi vertebrali progettate su misura del paziente in ambito oncologico. La struttura elementare ideata è composta da un’originale geometria costituita da 8 cubi auxetici, è altamente porosa, e raggiunge proprietà meccaniche simili a quelle dell’osso umano trabecolare. La struttura presenta valori del coefficiente di Poisson negativo (da qui la definizione di auxeticità) in grado di favorire una corretta ricrescita ossea e dei tessuti all’interno della struttura stessa. Tale struttura è in grado di sopportare carichi di compressione molto elevati e di rimanere elastica fino a deformazioni della struttura pari a circa il 3%, con una rigidezza simile a quella delle ossa vertebrali trabecolari umane.

Possibili Applicazioni

  • Protesi vertebrali custom made;
  • Protesi ossee per grandi ricostruzioni.

Vantaggi

  • Ottenere rigidezza simile alla vertebra umana;
  • Ottenere maggiore resistenza meccanica;
  • Ridurre il rischio di fenomeni di “stress-shielding”;
  • Realizzare una struttura altamente porosa;
  • Accrescere il tasso di integrazione ossea e ridurre il rischio di interferenze con il midollo spinale.