Advances in additive manufacturing (AM) and computational design are enabling patientcentered
solutions that transform function and quality of life in regenerative orthopedics.
Conventional spinal braces for scoliosis are rigid, uncomfortable, and slow to produce,
limiting adaptability to individual anatomy. By combining patient-specific imaging,
computational modeling, and fused filament fabrication, we developed braces
incorporating triply periodic minimal surfaces and auxetic kirigami lattices. These
prototypes reduce weight, improve ventilation, and increase flexibility, enhancing comfort
and compliance. This approach extends to reconstructive and prosthetic applications.
Post-mastectomy breast prostheses often struggle to balance realism, comfort, and
thermal management. Using lattice structures fabricated via AM, we engineered devices
that mimic natural tissue properties, achieving precise control over weight distribution,
breathability, and stiffness. The resulting prostheses are lightweight, functional, and highly
customizable, improving post-surgical comfort and confidence. Patient-specific
enterocutaneous fistula care similarly benefits from digital design. Soft TPU adapters, 3Dprinted
using a fully digital workflow, optimize seal integrity, comfort, and clinical handling,
providing bespoke, high-performance interfaces. Across these diverse applications, a
common theme emerges: the combination of AM, imaging, computational modeling,
lattice-based design, enables truly personalized solutions that enhance mechanical
performance, patient experience, and clinical outcomes. By moving beyond conventional
approaches, these studies illustrate the transformative potential of 3D printing to redefine
regenerative orthopedics and reconstructive care, opening new avenues for adaptive,
efficient, and patient-centered therapies.
La Geometria della Rigenerazione: Progettazione Computazionale e Produzione
Additiva per Dispositivi Ortopedici Personalizzati
I progressi nell’Additive Manufacturing (AM) e nella progettazione computazionale stanno
rendendo possibili soluzioni patient-centered capaci di trasformare funzionalità e qualità
della vita nell’ambito dell’ortopedia rigenerativa. I tradizionali busti ortopedici per la scoliosi
risultano spesso rigidi, scomodi e lenti da produrre, limitando l’adattabilità all’anatomia
individuale. Combinando imaging patient-specific, modellazione computazionale e fused
filament fabrication, abbiamo sviluppato busti che incorporano superfici minime periodiche
tridimensionali (TPMS) e reticoli auxetici kirigami. Questi prototipi riducono il peso,
migliorano la ventilazione e aumentano la flessibilità, incrementando comfort e compliance
terapeutica. Questo approccio si estende alle applicazioni ricostruttive e protesiche. Le
protesi mammarie post-mastectomia spesso faticano a bilanciare realismo, comfort e
gestione termica. Utilizzando strutture reticolari realizzate tramite AM, abbiamo progettato
dispositivi in grado di replicare le proprietà del tessuto naturale, ottenendo un controllo
preciso della distribuzione del peso, della traspirabilità e della rigidità. Le protesi risultanti
sono leggere, funzionali e altamente personalizzabili, migliorando il comfort postoperatorio
e la fiducia delle pazienti. Anche la gestione patient-specific delle fistole enterocutanee
beneficia della progettazione digitale. Adattatori morbidi in TPU, stampati in 3D
attraverso un workflow completamente digitale, ottimizzano tenuta, comfort e gestione
clinica, fornendo interfacce su misura e ad alte prestazioni. Attraverso queste diverse
applicazioni emerge un tema comune: la combinazione di AM, imaging, modellazione
computazionale e progettazione basata su strutture reticolari consente di sviluppare
soluzioni realmente personalizzate, capaci di migliorare prestazioni meccaniche,
esperienza del paziente ed esiti clinici. Superando gli approcci convenzionali, questi studi
dimostrano il potenziale trasformativo della stampa 3D nel ridefinire l’ortopedia
rigenerativa e la medicina rigenerativa, aprendo nuove prospettive per terapie adattive,
efficienti e patient-centered.
