Progettazione in additive manufacturing di un'ortesi articolata piede-caviglia tramite rilevazioni sperimentali della cinematica articolare = Design in additive manufacturing of a foot-ankle joint orthosis through experimental measurements of joint kinematics

Il seguente lavoro di tesi si è focalizzato sulla progettazione di un'ortesi articolata piede-caviglia che si distingua dai tradizionali prototipi per la presenza di un giunto articolato personalizzato che offre una maggiore flessibilità e adattabilità al movimento naturale del piede e della caviglia, riducendo il rischio di lesioni e migliorando il comfort dell'utente. A tal fine, la tesi si è sviluppata in più fasi. In primo luogo, si è effettuata la costruzione di due gusci rigidi a partire da scansioni dei segmenti anatomici di interesse, mediante Reverse Engineering; dopodiché si è valutata la cinematica articolare attraverso prove di Motion Analysis condotte nel laboratorio di analisi del movimento del Politecnico di Torino. Fine ultimo di tale analisi risulta essere il calcolo dell’asse di rotazione del complesso articolare di caviglia, effettuato mediante due approcci funzionali: teoria degli assi elicoidali istantanei (IHA) e approccio simmetrico dell'asse di rotazione (SARA). Sulla base dei risultati ottenuti dalla comparazione dei due approcci funzionali, si è proceduto alla selezione dell'asse di rotazione più appropriato per il complesso articolare della caviglia. Dopo aver analizzato i dati ottenuti, l'approccio SARA è stato in grado di fornire una misura più stabile e coerente dell'asse di rotazione rispetto alla teoria degli assi elicoidali istantanei. Questo è dovuto ad assi con variabilità concentrata e bassi parametri di dispersione, caratterizzati inoltre da valori di pendenza e di direzione più o meno costanti per ogni prova del cammino. Dopo aver posizionato l'asse di rotazione per la costruzione dell'ortesi, si è proceduto con la progettazione del giunto a tre componenti. L'obiettivo della progettazione del giunto è stato quello di garantire un movimento principale di flesso-estensione nel piano sagittale, e al contempo limitare i movimenti nei piani laterali. La costruzione dell'ortesi ha richiesto una particolare attenzione alla scelta dei materiali e alla precisione dei dettagli, in modo da garantire un elevato grado di comfort e una perfetta adattabilità all'anatomia del paziente.\\ Dopo aver caratterizzato meccanicamente il dispositivo, in modo da confrontarne le prestazioni statiche con quelle di altri dispositivi in commercio, si sono condotte delle nuove prove di analisi del cammino e si sono confrontati i risultati riguardanti la cinematica articolare della caviglia con quelli prodotti dall’analisi precedente.