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PRINCIPALI SPECIFICHE DI PROGETTO

· FUNZIONALITÀ

La principale specifica che bisogna soddisfare è senza dubbio il movimento del meccanismo quanto più possibile simile a quello di un ginocchio sano. L’articolazione del ginocchio è la più complessa del corpo umano, in quanto si basa su un movimento di roto-traslazione, dal momento che una pura traslazione non consentirebbe un’adeguata flessione, mentre una pura rotazione porterebbe a una facile lussazione del ginocchio.

CINEMATICA DI UN GINOCCHIO SANO

Dalla combinazione di questi due moti si capisce che il CIR del ginocchio non è fisso, ma variabile a seconda della posizione angolare del ginocchio e possiede una specifica traiettoria che con questo progetto abbiamo cercato di riprodurre il più verosimilmente possibile.

In figura è riportato il luogo geometrico dei punti occupati dal CIR al variare della posizione angolare della coscia. Si nota come la posizione iniziale sia dietro alla retta di applicazione della forza peso (verticale passante per bacino e piedi), questo permette all’articolazione di rimanere “fissa” quando l’arto è in posizione estesa e garantisce la stabilità. Non appena inizia il moto il CIR deve posizionarsi davanti a tale retta, in modo che l’articolazione tenda ad aprirsi naturalmente, e contemporaneamente deve scendere e avvicinarsi al ginocchio: infatti in fase di seduta questo può essere assimilato ad una semplice cerniera.

Inoltre bisogna considerare che un paziente amputato non può imprimere forze con i muscoli, quindi il progetto dovrà prevedere anche un sistema propulsivo che richiami il meccanismo nella posizione iniziale durante la fase di swing ( fase finale del passo in cui il piede si stacca dal terreno e la gamba ritorna in posizione estesa).

· USURA

Una protesi deve essere quanto più possibile durevole nel tempo. Considerando che viene notevolmente sforzata a fatica, deve resistere ad un elevato numero di cicli. Un tempo ragionevole di sostituzione è di circa 3 mesi. Il bisogno di dover sostituire alcuni pezzi in un tempo inferiore porta il paziente a scegliere una protesi di più bassa mobilità, ma che ha bisogno di meno manutenzione e/o sostituzioni.

· INGOMBRO E FATTORE ESTETICO

Essendo esterne queste tipo di protesi sono visibili dal paziente e non solo, devono quindi essere esteticamente accettabili. Oggi esistono parecchi rivestimenti di silicone, gli shock absorber, che riproducono i tessuti umani molto fedelmente, ma in ogni caso l’ingombro della protesi deve essere contenuto. In questo caso valori accettabili per le dimensioni sono 90x90x90 mm.

· COSTI

Si vuole progettare una protesi che sia accessibile economicamente. I prezzi standard per quelle attualmente in commercio sono dell’ordine di 100-200 € (ad esempio il ginocchio policentrico con quadrilatero, uno dei più diffusi in commercio, viene venduto a circa 140 €).