Ortesi pediatriche. Tecniche e materiali innovativi

L’ing. Rino Rosellini, direttore tecnico di produzione e responsabile di Ricerca e Sviluppo di Itop Officine Ortopediche, ci parla di un approccio ortesico nuovo, ossia di un tutore con stimoli neurosensoriali. «Nella visione tradizionale, l’ortesi è un supporto meccanico che permette di posizionare segmenti articolari con deficit funzionali causati da patologie traumatiche, neurologiche o reumatiche e ha l’obiettivo di facilitare l’uso della parte del corpo coinvolta o, se possibile, agevolarne il recupero funzionale proponendosi come parte integrante del trattamento riabilitativo. La nostra ortesi propriocettiva, pur essendo concepita per il raggiungimento dei medesimi obiettivi, agisce come un supporto di tipo biomeccanico sulle intere catene cinetiche, tramite l’appropriata stimolazione neurosensoriale del sistema nervoso centrale, sostenendo e correggendo l’arto interessato ma soprattutto lavorando come una “sveglia sensoriale”. Nei pazienti colpiti da paralisi cerebrale infantile o da patologie del sistema nervoso centrale con deficit del tono muscolare, le informazioni sensoriali provenienti dai recettori tendinei e muscolari sono “falsate” e non correttamente gestite dal sistema nervoso centrale, che è incapace di produrre una risposta muscolare e di coordinazione adeguata a questi stimoli. L’ortesi propriocettiva è in grado di filtrare le informazioni sensoriali che arrivano al sistema nervoso centrale facilitando il suo compito di attuare la risposta muscolare adeguata. I vari tipi di ortesi propriocettive che produciamo sono caratterizzate da una soletta che svolge la funzione sia di appoggio sia di stimolo neurosensoriale dei propriocettori posti a livello della pianta del piede. Disposte in modo integrato sulla soletta in corrispondenza di determinati punti di passaggio dei fasci tendinei sulla pianta del piede, le spinte che forniscono lo stimolo devono essere adeguatamente calibrate sulle esigenze del paziente. Stimolando le strutture tendinee e muscolari, queste spinte generano informazioni per il sistema nervoso centrale. Modulare tali informazioni consentirà di prevedere anche la risposta fornita dal sistema nervoso centrale attraverso l’apparato muscolo-scheletrico. Il tutore propriocettivo, quindi, valorizza ulteriormente il ruolo dell’ortesi d’interfaccia tra il soggetto e l’ambiente esterno».

Normalizzazione del passo

Il tutore con stimoli neurosensoriali di Itop ha dato risultati interessanti. «Attraverso un congegno evoluto, ottimizzato in collaborazione con altre strutture, oggi possiamo analizzare in termini quantitativi la qualità della deambulazione dei pazienti», continua Rosellini. «Nel caso dell’ortesi propriocettiva, confrontando i dati registrati sul paziente con i parametri fisiologici disponibili nel nostro database, abbiamo riscontrato un importante miglioramento dei parametri che caratterizzano la dinamica del passo di questi pazienti. Benché sia necessario un certo periodo di tempo per “apprendere” gli stimoli provenienti dall’ortesi, abbiamo osservato una tendenza nei pazienti che la usano alla normalizzazione del passo: la falcata e la distribuzione dei carichi sono più simmetrici; la velocità del passo, grazie all’ortesi, è aumentata. Il raggiungimento degli obiettivi del progetto riabilitativo e la buona compliance da parte del paziente sono legati all’intero ciclo produttivo del dispositivo medico, ma una fase determinante è certamente quella della progettazione».

Un progetto “olistico”

«Progettare un’ortesi», sottolinea Rosellini, «non significa solo definire in modo univoco il segmento corporeo da coinvolgere, ma anche profilare la corretta linea di taglio, scegliere il giusto materiale e individuare il corretto spessore, sulla base sia degli obiettivi del progetto riabilitativo sia delle esigenze del paziente nelle normali attività di vita quotidiana. Tutti questi fattori condizionano l’azione biomeccanica dell’ortesi sull’utilizzatore. Variare la linea di taglio (e quindi il peso specifico e la risposta elastica) o gli spessori (e quindi la resistenza meccanica) significa influenzare non solo la parte di arto interessata ma anche i segmenti più prossimali in direzione caudo-craniale. Un tutore a valva posteriore esercita un’azione biomeccanica anche sulle parti non coperte dal tutore, agendo quindi sull’intero assetto posturale in fase statica e durante la deambulazione. In fase di progettazione bisogna quindi ragionare in modo olistico, non pensando solo all’arto coinvolto dall’ortesi».

Il carbonio, alleato prezioso

In fase di progettazione la scelta del materiale più idoneo è fondamentale come spiega ancora Rosellini. «Nel caso di bambini con patologie neuromuscolari, senza problemi cognitivi ma con importanti deficit nella gestione delle catene muscolari, in fase di progettazione sarà fondamentale ricordare che questi pazienti non sono in grado di trasportare pesi importanti. Per questo l’ortesi dovrà essere leggera: spesso pochi grammi in più o in meno possono fare la differenza tra riuscire solo a stare in piedi e camminare. In questo senso, la fibra di carbonio, grazie al suo basso peso specifico, è un alleato prezioso. Negli ultimi tre anni, l’uso di questo materiale in ortopedia è raddoppiato, anche per la sua capacità di restituire energia. Lavorare il carbonio richiede però particolari competenze: se la progettazione è fondamentale per individuare le linee di taglio e gli esatti punti dell’ortesi in cui imprimere al materiale maggiore rigidità o flessibilità, altrettanto delicata è la fase di lavorazione, in cui la formazione e l’esperienza del tecnico ortopedico saranno determinanti. Un eccesso o un difetto di resina rispetto alla quantità di carbonio rendono il manufatto definitivo molto meno prestante se non addirittura inidoneo all’uso finale rispetto allo stesso manufatto in cui la proporzione tra i due elementi è corretta.

La giusta sovrapposizione delle fibre e la corretta esecuzione della fase di post-indurimento sottovuoto – processo che va eseguito in particolari condizioni per una catalizzazione ottimale – consentono di evitare l’accidentale formazione di microbolle d’aria nel materiale che possono abbattere drasticamente la durata del dispositivo, che rompendosi improvvisamente farebbe cadere il paziente».