Introduzione

L’invenzione descrive un’innovativa struttura cellulare in metamateriale auxetico realizzata in stampa 3D, dotata di proprietà meccaniche programmabili e che trova vantaggioso impiego come nucleo spugnoso di protesi ortopediche in titanio ottenute tramite manifattura additiva.

Caratteristiche Tecniche

L’invenzione si riferisce ad un’innovativa struttura trabecolare in metamateriale auxetico, in stampa 3D in titanio (o eventualmente in polimero), utile, in particolare, per la realizzazione di nuclei spugnosi per protesi ortopediche in ambito oncologico. La cella elementare della struttura ideata è costituita da otto elementi auxetici chirali a base prismatica ad elevata porosità, in grado di manifestare un coefficiente di Poisson negativo (da qui la definizione di auxeticità) e proprietà elastiche calibrabili in base alle caratteristiche geometriche del reticolo. La struttura presenta una particolare geometria ottimizzata, leggera ed intrinsecamente rigida che le conferisce la proprietà di auxeticità ed un modulo elastico in grado di garantire una migliore osteointegrazione, riducendo i fenomeni di ipo-sollecitazione ossea. La verifica su un prototipo in materiali e dimensioni non reali permette di attribuire TRL = 4.

Possibili Applicazioni

• Protesi vertebrali custom made;
• Protesi ossee per grandi ricostruzioni;
• Strutture leggere ad elevato assorbimento di energia.

Vantaggi

• Ottenere una rigidezza molto simile a quella dell’osso trabecolare umano;
• Realizzare una struttura porosa;
• Ridurre il rischio di eventuali fenomeni di “stress-shielding”;
• Accrescere il tasso di osteointegrazione.