Introduzione al corso- Progettazione di endoprotesi

Progettazione di endoprotesi - parte i

Introduzione

Con endoprotesi ci riferiamo ai dispositivi impiantabili, cioè tutti quei dispositivi che devono funzionare dentro il corpo umano. Escludiamo, quindi, le protesi d'arto. Il tema è simile, per una protesi ed un'endoprotesi, dal punto di vista progettuale, quello che cambia sostanzialmente è il tema della biocompatibilità. Una protesi extra-corporea non avrà problemi di biocompatibilità con i tessuti, a differenza di una endoprotesi, cosa che rappresenta una complessità in più nella progettazione di queste ultime. Un ulteriore aspetto di complessità per un'endoprotesi rispetto ad una protesi è il tema dell'affidabilità: una protesi extracorporea se si guasta, può essere sostituita, riparata, per un'endoprotesi è molto più complesso, è necessaria un'operazione chirurgica. La difficoltà nel progettare un'endoprotesi è legata a queste ulteriori richieste, per il resto è identica ad una protesi.

Dobbiamo essere in grado di progettare (ideare, calcolare, dimensionare, scegliere dei materiali, una forma, delle dimensioni) un dispositivo che, stando nel corpo umano, ne sostituisce o migliora o tratta una funzione.

Generalità

Introduzione al tema di quali siano gli aspetti rilevanti per un progettista che riguardano i dispositivi impiantabili. Di essi ne esistono ormai moltissimi tipi, la chirurgia consente di sostituire molte parti del corpo, anche in via permanente. Questi dispositivi devono avere delle caratteristiche. In questa sezione trattiamo dove stiamo andando, quale la situazione in termini evolutivi dei dispositivi protesici, quali i criteri generici di progettazione e quale il loro mercato.

Compatibilità e affidabilità

Un conto è conoscere cosa sia la biocompatibilità di un materiale, un altro utilizzare i criteri di scelta del materiale per avere un dispositivo biocompatibile. L'ingegnere deve essere in grado di progettare un dispositivo, processo che consiste nella scelta di un materiale, nella capacità di dare al materiale forma e dimensioni, che a loro volta attribuiscono al dispositivo delle funzioni (ad esempio: una sedia ha una certa forma per accogliere una persona, un certo spessore per sorreggerne il carico e tale spessore sarà diverso in base al materiale scelto). In questo consiste progettare: dare dimensioni, forme, spessore, quindi richiede calcoli. Le proprietà dei materiali consentono di calcolare. In base al progetto alcune proprietà saranno d'interesse, altre no (ad esempio, nel caso di una sedia in legno: non mi interessa la conducibilità del legno, ma il suo modulo di elasticità).