Un'ortesi è un dispositivo medico, applicato esternamente al corpo umano, utilizzato per modificare le caratteristiche strutturali e funzionali del sistema neuromuscolare e scheletrico (ISO 8549-1:1989). Il suo scopo è assistere, restringere, controllare o limitare il movimento di specifici segmenti corporei, fornendo supporto per deficit motori cronici, assistendo la riabilitazione da fratture o operazioni chirurgiche, correggendo la forma o funzione del corpo per estenderne le capacità o ridurre il dolore.

MHOX e il Gruppo CRP, in collaborazione con professionisti del settore medicale, hanno esteso l'esperienza del progetto delle maschere Collagene sviluppando un framework integrato di mass customization per ortesi generative.
Il sistema è basato su tre fasi: scansione del corpo del paziente; generazione del modello 3d di ortesi; 3d printing dell'ortesi. È stato sviluppato come framework integrato per la progettazione di sistemi di mass customization, con l'obiettivo di sostituire il sistema di taglie tradizionale (XS, S, M, L, XL, XXL) con la completa personalizzazione del prodotto.

MHOX ha progettato le prime due fasi sviluppando un workflow software che integra la gestione dei sensori di scansione, la postproduzione dei loro output e una serie di algoritmi generativi finalizzati ad adattare il dispositivo all'anatomia del paziente ed articolarne la forma per ottenere una performance specifica e personalizzata.
La scansione corporea del paziente è eseguita attraverso sensori a infrarossi o a luce strutturata. Questa fase è stata progettata per essere veloce, di facile gestione in ambiente medico, economica quanto a risorse hardware.
La generazione di un modello 3d di ortesi consente al designer di differenziare la morfologia dell'oggetto di paziente in paziente, gestendo specifiche esigenze di performance oltre che l'adattamento all'anatomia personale. È possibile creare dispositivi con diversi equilibri di rigidezza e flessibilità, consentire alcuni movimenti e inibirne altri, integrare caratteristiche morfologiche nuove a questa categoria di prodotto, quali porosità e articolazione superficiale.

USO DEL 3D PRINTING E DELLA FABBRICAZIONE ADDITIVA PER CREARE ORTESI
Il 3D printing e la fabbricazione additiva sono state utilizzate per creare le ortesi. Questa tecnologia consente la totale personalizzazione del dispositivo medico secondo le esigenze del paziente. Il materiale che il Gruppo CRP ha usato per questo genere di applicazioni è il Windform GT che un materiale a base poliammidica rinforzato con fibra di vetro. Windform GT è caratterizzato da elevata flessibilità, resistenza ai liquidi e all’umidità, inoltre combina elasticità e duttilità. In virtù di questo può essere considerato un materiale di elevato valore in applicazioni funzionali soggette a vibrazioni e urti. Nello specifico, il materiale ha valori significativi di resistenza agli urti e di allungamento alla rottura. Può contare su valori rilevanti di resistenza a trazione e flessione rendendolo il materiale da sinterizzazione laser ideale per la creazione di ortesi dove la resistenza agli urti è un requisito fondamentale.
La fabbricazione additiva e il Windform GT sono stati usati per costruire le ortesi personalizzate insieme al software sviluppato da MHOX.

Il software per scansionare e generare le ortesi è progettato per essere adattabile a diversi segmenti corporei ed esigenze di performance. Fino ad aprile 2014, è stato testato per lo sviluppo di ortesi della mano e della gamba.

L'ortesi della mano in oggetto è un dispositivo che aiuta la riabilitazione dopo un'operazione chirurgica. Limita qualsiasi movimento della mano. Una porosità superficiale, variabile in dimensione e distribuzione, consente alla mano di rimanere ventilata e lavabile. La combinazione di un design di ispirazione biologica e delle qualità materiali dell'oggetto stampato in 3d producono un valore estetico nuovo per questo genere di dispositivi.

L'ortesi della gamba (molla di Codivilla) è un dispositivo per pazienti con deficit dei muscoli peronei e conseguenti problemi nel ciclo del passo. Tramite la scansione l'oggetto può abbracciare sia la gamba che il piede, integrando direttamente un plantare. Uno snodo speciale, centrato sulla caviglia, le cui caratteristiche variano parametricamente da paziente a paziente, sfrutta la flessibilità del materiale per fornire supporto attivo e controllo nel ciclo del passo.

Il framework generativo è progettato per essere esteso a qualunque segmento corporeo e a una vasta varietà di strategie generative e algoritmi. MHOX e il Gruppo CRP guardano al suo sviluppo tramite la connessione di sensibilità di design generativo e tecnologie di 3d printing, con l'obiettivo di sviluppare diverse applicazioni cliniche ed esplorare opportunità emergenti.