Soluzioni ortopediche personalizzate grazie alla modellazione CAD 3D avanzata

Cliente e sfida

Il nostro cliente è un produttore leader di soluzioni ortopediche. Voleva ottimizzare la progettazione e la selezione dei suoi prodotti ortopedici, in particolare delle protesi e dei relativi dispositivi chirurgici necessari per l'impianto, per migliorare l'adattamento e le prestazioni specifiche del paziente.

I metodi di ricerca e sviluppo tradizionali non erano in grado di simulare le complesse interazioni tra gli impianti o i dispositivi e le diverse varianti dell'anatomia degli arti umani. Avevano bisogno di modelli 3D di arti inferiori umani che permettessero loro di:

• Considerare le variazioni anatomiche: tenere conto delle differenze nell'anatomia maschile e femminile, delle corporature snelle e larghe e dei pazienti pediatrici.
• Simulare le proprietà dei materiali: utilizzare il software CAD per testare diverse proprietà dei materiali per gli strumenti di impianto sia protesici che chirurgici, per definire le combinazioni ottimali per le varie anatomie.
• Simulare scenari di impianto: visualizzare e analizzare le interazioni tra il dispositivo chirurgico e un osso o un'articolazione, o tra un arto e una protesi, con la possibilità di modificare i parametri in tempo reale. 
• Compatibilità CAD: i modelli risultanti devono essere presentati come oggetti CAD per un'ulteriore progettazione con l'aiuto del software CAD. 

Soluzione

Per soddisfare i requisiti del cliente, abbiamo utilizzato tecniche avanzate di modellazione 3D. A differenza dei modelli 3D vuoti convenzionali, ci siamo concentrati sulla creazione di oggetti CAD solidi adatti all'assegnazione di proprietà fisiche realistiche. 

Il processo prevedeva le seguenti fasi:

1. Acquisizione del modello

Abbiamo iniziato con una selezione di modelli precostruiti dalla biblioteca.

2. Conversione CAD

Questi modelli sono stati convertiti in oggetti solidi CAD per consentire l'applicazione delle proprietà dei materiali e le necessarie regolazioni prima della produzione vera e propria.

3. La personalizzazione

I modelli CAD sono stati poi modificati con precisione per rappresentare le variazioni delle anatomie degli arti umani, comprese le corporature maschili, femminili, snelle e larghe, nonché quelle dei pazienti pediatrici. Per garantire l'accuratezza anatomica, abbiamo preso in considerazione specifici punti di riferimento anatomici, tra cui le diverse dimensioni delle ossa, l'allineamento assiale degli arti inferiori e la morfologia generale dell'arto. All'interno dell'ambiente CAD sono state assegnate diverse proprietà dei materiali (ad esempio, densità, elasticità, resistenza alla trazione) sia ai componenti protesici che ai tessuti circostanti.