Il nostro paese ancora in prima fila nella tecnologia delle protesi robotiche, con la Scuola superiore Sant’Anna di Pisa che si conferma centro di eccellenza e all’avanguardia mondiale nel settore. Qui infatti è stata mesa a punto la mano robotica di ultima generazione impiantata su una donna svedese in modo permanente per la prima volta al mondo. L’intervento pionieristico è stato eseguito in Svezia su una paziente di 45 anni e ha visto l’innesto di impianti in titanio nelle due ossa dell’avambraccio (radio e ulna), sfruttando la tecnica dell’osteointegrazione combinata alle interfacce muscolari.
L’impianto potrà essere utilizzato nella vita di tutti i giorni e consentirà di controllare in modo naturale la mano robotica e di restituirne le percezioni sensoriali. La svolta è arrivata all’interno del progetto di ricerca europeo DeTop (Dexterous transradial osseointegrated prosthesis with neural control and sensory feedback), coordinato dall’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e finanziato dalla Commissione europea all’interno del programma Horizon 2020.
Il nuovo impianto è stato sviluppato in Svezia dal team guidato da Max Ortiz Catalan presso Integrum, l’azienda che per prima ha realizzato una protesi artificiale usando la tecnica dell’osteointegrazione, in collaborazione con la Chalmers University of Technology.
Il controllo efficace della mano
L’impianto funge da tramite tra lo scheletro e la mano robotica sviluppata dalla Scuola Superiore Sant’Anna e da Prensilia, spin-off dell’Istituto di BioRobotica. Una soluzione che assicura enormi benefici sulla vita quotidiana, sia da un punto di vista pratico sia nella dimensione sociale: la tecnica osteointegrata permette infatti di superare i limiti delle protesi convenzionali le quali possono riprodurre solo un paio di movimenti grossolani, come aprire e chiudere la mano. Col nuovo impianto, invece, attraverso sedici elettrodi inseriti nei muscoli residui, sarà possibile estrapolare una quantità maggiore di informazioni per consentire un controllo più efficace della mano robotica.
Le attuali protesi, inoltre, hanno un feedback sensoriale limitato. Non forniscono infatti percezioni tattili quando si afferra un oggetto o si interagisce con un’altra persona e l’ambiente circostante, costringendo la persona a fare affidamento solo sulla vista mentre usa la protesi. Grazie agli elettrodi impiantati nei nervi, che creano un collegamento diretto tra la protesi e il sistema nervoso, la donna potrà recupererare le sensazioni tattili perdute dopo l’amputazione attraverso dei sensori che guidano la stimolazione del nervo.
Tecnologia per la vita quotidiana
Aspetto centrale di questo lavoro è che si tratta della prima tecnologia utilizzabile nella vita di tutti i giorni, non solo all’interno di un laboratorio di ricerca. La tecnica dell’osteointegrazione era già stata sperimentata con successo da Integrum e Chalmers University of Technology su un paziente con amputazione sopra il gomito, ma non era ancora possibile nelle amputazioni transradiali, dove il fissaggio deve essere effettuato su due piccole ossa invece che su un unico osso di dimensioni più grandi, come nella parte superiore del braccio. La protesi transradiale sviluppata nel progetto DeTop apre nuovi scenari nello sviluppo di un impianto di fissaggio scheletrico perché prevede, oltre che una maggiore stabilità a lungo termine, anche un sensibile miglioramento delle funzionalità motorie e percettive dell’amputato, grazie alla presenza di molti più muscoli da cui estrarre i comandi neurali.
Riabilitazione anche virtuale
Ora la paziente sta seguendo un programma di riabilitazione per riacquistare forza nei muscoli dell’avambraccio, indebolite dopo l’amputazione. Programma parte del quale si sviluppa anche in ambiente virtuale dove la donna sta tornando a imparare a controllare la mano robotica che, nelle prossime settimane, potrà portare a casa e usare quotidianamente.
«Grazie a questa interfaccia uomo-macchina così accurata e alla destrezza e al grado di sensibilità della mano artificiale, ci aspettiamo che nel giro dei prossimi mesi la donna riacquisisca funzionalità motorie e percettive molto simili a quelle di una mano naturale – ha commentato Christian Cipriani, responsabile scientifico del progetto DeTop -. Questo non sarà comunque l’unico impianto previsto: sono infatti partite in Italia le attività di ricerca per il reclutamento di un secondo paziente per un nuovo intervento chirurgico in programma all’Università Campus Bio-Medico di Roma che verrà effettuato da team clinici del Campus Bio-Medico e dell’Istituto Ortopedico Rizzoli».