15 Giugno 2022. WORKSHOP: il ruolo delle metodiche ingegneristiche e della medicina “in silico” nella progettazione e certificazione di dispositivi e procedure clinico-chirurgiche
Progetto CECOMES: il ruolo delle metodiche ingegneristiche e della medicina “in silico” nella progettazione e certificazione di dispositivi e procedure clinico-chirurgiche
La medicina “in silico” utilizza metodiche ingegneristiche nella progettazione, nell’ottimizzazione e nella certificazione sia di dispositivi che di procedure per la chirurgia e la clinica interventistica. Tali metodiche costituiscono strumenti estremamente efficaci, che integrano l’attività sperimentale su modello animale ed i trial clinici, fornendo la possibilità di una medicina personalizzata (o paziente-specifica). In questo modo vengono ridotti i costi economici, temporali ed etici, nonché vengono conseguiti dati e informazioni altrimenti non reperibili.
Il Workshop si propone quindi di illustrare i metodi della Computer Aided Surgery (CAS) e della Computational Biomechanics for Surgery (CBS). Le metodiche CAS permettono, attraverso strumenti 3D CAD e di STAMPA 3D, la visualizzazione e la manipolazione pre-chirurgica del sito anatomico oggetto di intervento chirurgico, nonché lo sviluppo di strumentazione chirurgica paziente-specifico. I metodi della CBS integrano le informazioni degli strumenti CAD, fornendo la valutazione degli effetti delle azioni meccaniche indotte sulle strutture anatomiche durante l’intervento chirurgico e nella configurazione post-intervento, anche in conseguenza all’introduzione di dispositivi. Infine, i metodi CAS e CBS accoppiati permettono la realizzazione di dispositivi impiantabili customizzati ed ottimizzati.
All’interno del Progetto CECOMES, tali metodiche vengono messe a disposizione di Imprese operative nel contesto biomedicale ed Aziende Ospedaliere. Le competenze sono definite entro un team multidisciplinare che vede coinvolti l’Università degli Studi di Padova, il Politecnico di Milano ed il Politecnico di Torino.
Introduzione generale
Introduzione generale ai lavori (Andrea Giordano, Denis Faccioli, Roberto Marcato)
Interventi generali
- Metodiche “in silico” quale ausilio alla prassi clinico chirurgica (Emanuele Luigi Carniel)
- Metodiche 3D CAD e STAMPA 3D quale ausilio per la progettazione pre-chirurgica (Francesca Uccheddu)
Casi applicativi
- Nuove tecnologie per la salute: certificazione dei dispositivi medici e sostenibilità dei sistemi sanitari (Alberto Audenino)
- Metodi computazionali per la valutazione di efficacia e progettazione di intervento bariatrico (Alice Berardo)
- Metodi computazionali per lo studio di funzionalità e di procedure diagnostiche e chirurgiche nel contesto urologico (Chiara Giulia Fontanella)
- Il modello computazionale come tecnologia abilitante la progettazione e l’ottimizzazione di dispositivi cardiovascolari: il caso delle protesi valvolari cardiache (Diego Gallo)
- Valutazione preclinica di dispositivi medici in ambito ortopedico e spinale con metodiche sperimentali e computazionali (Luigi La Barbera)
- Metodi computazionali per la valutazione di funzionalità di elementi scheletrici e la progettazione di intervento ortopedico (Ilaria Toniolo)
Modera la sessione: Alice Berardo.
Il Workshop si svolgerà mercoledì 15 giugno 2022 a partire dalle ore 14.30 in modalità online sulla piattaforma Zoom.
Alberto Audenino è Professore di Bioingegneria Industriale, prima all’Università degli Studi di Catania e poi, dal 2008, presso il Politecnico di Torino (DIMEAS), per il quale attualmente è anche Membro del Consiglio di Amministrazione, nonché Consigliere del Rettore per il PNR – Programma Nazionale per la Ricerca 2021-2027, area Salute. Dal 2018 è consulente scientifico per bioPmed – Polo di Innovazione del Piemonte per le Scienze della Vita e della Salute e dal 2017 è Project Manager del Centro Interdipartimentale PolitoBIOMed Lab. Dal 2007 al 2010 è stato membro del consiglio direttivo del Gruppo Nazionale di Bioingegneria. Le sue attività scientifiche e di trasferimento tecnologico più recenti comprendono studi teorici e sperimentali relativi alla progettazione di dispositivi ortopedici, cardiovascolari e dentali, alla medicina rigenerativa e ingegneria dei tessuti, alla progettazione e sviluppo di bioreattori, alla ventilazione meccanica non invasiva.
Alice Berardo è Ricercatrice di Bioingegneria Industriale presso l’Università degli Studi di Padova. Le attività di ricerca vengono condotte ne contesto della meccanica dei tessuti e delle strutture biologiche, avendo come obiettivo lo sviluppo di modelli computazionali interpretativi la funzionalità del distretto anatomico in condizioni sane, patologiche, nonché durante e post-intervento chirurgico. Gli ambiti di lavoro riguardano principalmente la meccanica del tratto gastrointestinale e la meccanica cellulare.
Emanuele Luigi Carniel è Professore Associato di Bioingegneria Industriale presso l’Università degli Studi di Padova, nonché Direttore del Centro interdipartimentale di Meccanica dei Materiali Biologici dell’Università degli Studi di Padova e Responsabile Scientifico di Unità del Progetto CECOMES. L’attività di ricerca condotta riguarda principalmente lo sviluppo di modelli fisico-matematici e computazionali di strutture biologiche, poi applicati per la valutazione di affidabilità di procedure e dispositivi clinico-chirurgici.
Chiara Giulia Fontanella è Ricercatrice di Bioingegneria Industriale presso l’Università degli Studi di Padova. Le attività di ricerca vengono condotte ne contesto della meccanica dei tessuti e delle strutture biologiche, avendo come obiettivo lo sviluppo di modelli computazionali interpretativi la funzionalità del distretto anatomico in condizioni sane, patologiche, nonché durante e post-intervento chirurgico. Gli ambiti di lavoro riguardano principalmente la meccanica delle vie urinarie inferiori e la meccanica dell’arto inferiore.
Andrea Giordano è Professore Ordinario di Disegno presso il Dipartimento di Ingegneria Civile Edile ed Ambientale dell’Università degli studi di Padova, Dipartimento del quale è Direttore. Ricopre il ruolo di Responsabile Scientifico Nazionale del progetto CECOMES. In genarle, coordina ed ha coordinato svariati progetti, a livello regionale, nazionale ed europeo. Le attività di ricerca riguardano principalmente le tecniche CAD, le tecnologie di acquisizione 3D e di reverse engineering.
Luigi La Barbera è Ricercatore di Bioingegneria Industriale presso il Dipartimento di Chimica, Materiali ed Ingegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico di Milano, dove lavora dal 2010. Esperto nella progettazione biomeccanica e nella valutazione preclinica di dispositivi ortopedici e spinali con metodiche sperimentali in vitro/ex vivo e modellistiche in silico, dal 2016 è membro attivo del Comitato F04 per i “Materiali e dispositivi medici e chirurgici” della American Society for Testing and Materials (ASTM), che rilascia e aggiorna normative internazionali.
Diego Gallo è Professore Associato in Bioingegneria Industriale presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale e il Centro di Ricerca Interdipartimentale PoliToBIOMed Lab. La sua attività di ricerca mira a chiarire le associazioni tra meccanica dei fluidi sanguigni, morfometria vascolare e sviluppo, diagnosi e trattamento delle malattie cardiovascolari; sulla traslazione clinica di queste associazioni; sulla progettazione e ottimizzazione di dispositivi cardiovascolari e tecniche chirurgiche. È Associate Editor per i giornali Frontiers in Pediatrics, Frontiers in Cardiovascular Medicine (Frontiers) e Cardiovascular Engineering and Technology (Springer-Nature). È stato insignito del premio Jack Perkins 2018 per il miglior articolo scientifico pubblicato nel 2017 su Medical Engineering & Physics (Springer-Nature).
Ilaria Toniolo è Assegnista di Ricerca presso l’Università degli Studi di Padova. Le attività di ricerca vengono condotte ne contesto della meccanica dei tessuti e delle strutture biologiche, avendo come obiettivo lo sviluppo di modelli computazionali interpretativi la funzionalità del distretto anatomico in condizioni sane, patologiche, nonché durante e post-intervento chirurgico. Gli ambiti di lavoro riguardano principalmente la meccanica del tratto gastrointestinale e la meccanica del tessuto osseo.
Francesca Uccheddu è Professore Associato di Disegno e Metodi dell’Ingegneria Industriale, già membro del comitato di gestione del Laboratorio T3Ddy, laboratorio di medicina personalizzata 3Doperativo presso l’Ospedale Meyer di Firenze. La sua attività di ricerca riguarda principalmente lo sviluppo di strumenti e metodi di modellazione geometrica di distretti anatomici finalizzata alla realizzazione di procedure automatiche per la definizione di dispositivi medici o strumentazione chirurgica paziente specifico (personalizzazione di massa).