Tre progetti di ricerca per sviluppare soluzioni innovative nei campi della neuroingegneria, della robotica medica, della robotica indossabile e della protesica combinata alla medicina rigenerativa. Grazie alla collaborazione scientifica tra il Centro Protesi INAIL e l’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna prendono il via tre progetti denominati BioSUP, MioPRO e BioARM.
L’obiettivo è il recupero di funzionalità neurologiche e motorie in pazienti che hanno subito lesioni nervose periferiche o amputazioni. Nello specifico BioSUP punterà allo sviluppo di un dispositivo per il ripristino delle funzionalità dell’apparato urinario. BioARM progetterà un’ortesi attiva che consentirà ai pazienti con lesione del plesso brachiale di recuperare parte della funzionalità motoria. MioPRO infine creerà una nuova interfaccia uomo-macchina per il controllo delle protesi robotiche attraverso tecniche avanzate che uniscono medicina rigenerativa e protesica.
I tre progetti
BioSUP – Soluzioni bioniche per il trattamento di soggetti con disfunzione escretoria dell’apparato urinario
BioSUP intende sviluppare soluzioni innovative e modulari per il ripristino delle funzionalità dell’apparato urinario in seguito a danni di natura neurologica o rimozione chirurgica che compromettono la corretta funzionalità dell’apparato. Nello specifico, costrutti artificiali (sfinteri, detrusori e vescica) saranno interfacciati con le componenti biologiche residue dell’apparato urinario e con il sistema nervoso del paziente per consentire l’integrazione e il controllo biomimetico dei costrutti artificiali e neuro-integrati, nonchè la restituzione del feedback sensoriale. Lo sviluppo di interfacce di controllo esterne consentirà al paziente di monitorare e controllare il sistema impiantato. Allo sviluppo di BioSUP lavoreranno due aree di ricerca dell’Istituto di BioRobotica: l’area di robotica medica guidata da Arianna Menciassi, coordinatrice del progetto, si occuperà dello sviluppo biomeccatronico del dispositivo, mentre il team di ricerca di neuroingegneria coordinato da Silvestro Micera sarà responsabile di tutta la parte di neurointegrazione.
BioARM – Esoscheletro portatile per l’assistenza del paziente con lesione al plesso brachiale nelle attività quotidiane
Attraverso la collaborazione scientifica tra Istituto di BioRobotica, Università Campus Bio-Medico di Roma e Centro Protesi INAIL, il progetto BioARM mira a migliorare la funzionalità motoria dei pazienti con lesione del plesso brachiale grazie allo sviluppo di una nuova ortesi attiva, completamente portabile, in grado di far recuperare al paziente maggiore autonomia nella attività di vita quotidiana.
Una lesione del plesso brachiale può avere infatti ripercussioni importanti sia da un punto di vista motorio che sensitivo. Le attuali soluzioni per l’assistenza includono per lo più sistemi passivi per il sostegno della spalla e il supporto dell’avambraccio, che non permettono di migliorare attivamente la funzionalità dell’arto. Il sistema sviluppato da BioARM sarà costituito da attuatori innovativi e sistemi di intelligenza che consentiranno al dispositivo di supportare i movimenti dell’utente e di restituire un feedback sensoriale.
Il progetto coinvolge due aree di ricerca dell’Istituto di BioRobotica (il Wearable Robotics Lab coordinato da Nicola Vitiello e da Simona Crea, e l’Artificial Hands Area di Christian Cipriani e Marco Controzzi), che lavoreranno in stretta sinergia con il CREO Lab dell’Università Campus Bio-Medico di Roma guidato da Loredana Zollo, Presidente del Corso di laurea magistrale in Ingegneria biomedica e con il Centro Protesi INAIL.
MioPRO – Muscoli ingegnerizzati paziente-specifici per il ripristino di canali mioelettrici e il controllo di protesi
Due ambiti di ricerca molto diversi (protesica e medicina rigenerativa) per dimostrare la fattibilità di una nuova interfaccia uomo-macchina per il controllo delle protesi. È questo l’obiettivo di MioPRO, progetto di ricerca interdisciplinare che unisce tecniche avanzate di biologia molecolare, biofabbricazione e protesi robotiche. Il Regenerative Technologies Lab, coordinato da Leonardo Ricotti, e l’Artificial Hands Area coordinata da Christian Cipriani, in stretta sinergia con l’Area ricerca del Centro Protesi INAIL, coordinata da Emanuele Gruppioni, hanno l’obiettivo di sviluppare dei tessuti muscolari 3D a partire da cellule staminali del paziente allo scopo di connetterli chirurgicamente con i nervi periferici residui dei pazienti amputati. Applicando degli elettrodi a questi neo-muscoli impiantati, sarà così possibile controllare i movimenti della protesi.
