Obiettivi

Il progetto di ricerca e sviluppo propone la realizzazione di un dispositivo medico per fissazione interna, in particolare a stabilità angolare, con proprietà bioattive.

Come anticipato, l’obiettivo richiede la collaborazione trasversale di risorse umane con competenze anche molto diverse tra loro, motivo per cui le attività sono state suddivise in blocchi ognuno dei quali relativo a una delle tre macro-aree interessate: meccanica, chimica e biologia. All’esterno di questi blocchi sono previste attività preliminari, verifiche intermedie o finali e attività multidisciplinari che necessitano l’apporto di tutte le risorse coinvolte.

La parte di ricerca industriale relativa a Ge.Me.S. comprende la parte di ricerca e di indagine critica pianificata mirata ad acquisire nuove conoscenze utili a mettere a punto il nuovo un dispositivo per fissazione interna che garantisca le performance richieste per la stabilizzazione delle fratture al quale applicare un rivestimento biocompatibile in grado di rilasciare in modo controllato nel tempo molecole bioattive. Il prodotto realizzato rappresenterà un notevole miglioramento rispetto a quanto esistente in commercio nel panorama attuale.

Lo sviluppo sperimentale invece rappresenta la concretizzazione, per lo sviluppo del prodotto finito, dei risultati ottenuti con la ricerca industriale. Per prodotto finito si intende il dispositivo, completo in ogni sua parte, confezionato e sterilizzato, compreso lo strumentario necessario per il suo utilizzo.

La parte di ricerca industriale relativa ad UNIPA si declina secondo tre macro aree di intervento che riguardano da un lato la progettazione meccanica dei pezzi con la relativa ottimizzazione dei parametri di progetto e conseguente applicazione al processo finale, percorrendo lo sviluppo dai disegni CAD fino alla stampa 3D di prototipi. Una seconda area di intervento riguarderà la scelta e l’adattamento dei materiali per preparazione del dispositivo, incluso la formulazione e l’ottimizzazione delle variabili per realizzare un rivestimento dei supporti con funzione di veicolazione e rilascio controllato di agenti attivi specifici. Infine, l’area Chimico/biologica interagirà sia in fase di progettazione del supporto nella definizione ed analisi delle superfici, sia in fase di test finale per valutare l’attività delle molecole attive inserite nel dispositivo con prove per la valutazione dell’attività antibatterica e osteoinduttiva del dispositivo, incluso prove di biodegradabilità del polimero e analisi in vivo su campioni selezionati.

Lo sviluppo sperimentale consisterà nella applicazione dei risultati ottenuti durante la fase sperimentale di ricerca industriale e più in particolare per coadiuvare Ge.Me.S. nella fase finale di realizzazione del prodotto finito, con particolare riferimento ai test di verifica finale del suo effettivo funzionamento.

Il progetto è articolato secondo le seguenti fasi:

1. Area Meccanica Individuazione dispositivo da realizzare e definizione caratteristiche meccaniche attese: GE.ME.S si occuperà dell’individuazione del dispositivo analizzando quanto presente sul mercato e facendo uno studio delle caratteristiche richieste dagli utilizzatori. UNIPA si occuperà dell’ottimizzazione del modello CAD e della modellizzazione del sistema di carichi e successiva analisi agli elementi finiti. (1-24 mesi).
2. Area Materiali Scelta del polimero da utilizzare e tecniche di rivestimento da utilizzare: Ge.Me.S si occuperà in compartecipazione con UNIPA della scelta dei materiali polimerici più idonei per il dispositivo (1-24 mesi).
3. Area Biologica valutazione e scelta delle molecole bioattive da incorporare nella matrice polimerica: Individuazione delle molecole bioattive (fattori di crescita e sostanze antibatteriche) da includere nel rivestimento (1-24mesi).
4. Area Meccanica Progettazione esecutiva dispositivo e strumentario e sua realizzazione: GE.ME.S si occuperà della definizione dei disegni esecutivi e dello studio del ciclo di lavoro del pezzo finito. UNIPA si occuperà dello studio e della realizzazione del grezzo di partenza utilizzando diverse tecniche. (7-30mesi).
5. Area Chimica/Biologica individuazione protocollo di rivestimento dei provini metallici: Ge.Me.S si occuperà dell’ottimizzazione del protocollo di rivestimento. DICAM STEBICEF S si occuperanno di mettere a punto il protocollo di inclusione delle molecole bioattive e del loro rilascio (7-30mesi).
6. Analisi in vivo: GE.ME.S si occuperà di definire la geometria dei dispositivi necessari agli impianti in vivo su animale e ne curerà la successiva realizzazione. UNIPA realizzerà gli impianti del dispositivo prodotto in vivo su modello murino (1-30mesi).