Protesi

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Radiografia di una protesi femorale in sede

Una protesi è un dispositivo artificiale atto a sostituire una parte del corpo mancante (un arto, un organo o un tessuto), o a integrare una danneggiata[1].

Le protesi possono essere prodotte su misura (ad esempio protesi dentarie o ortopediche) o in serie (ad esempio valvole cardiache). Le protesi dentali o dentarie vengono costruite da odontotecnici diplomati ed abilitati a farlo sotto prescrizione del medico specialista (odontoiatra o odontostomatologo).

Le protesi possono essere create a mano o con computer-aided design (CAD), un'interfaccia software che aiuta i creatori a progettare e analizzare la creazione con grafica 2-D e 3-D generata dal computer, nonché strumenti di analisi e ottimizzazione[2].

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Le protesi provengono dall'antico Vicino Oriente intorno al 3000 a.C., con le prime prove di protesi che appaiono nell'antico Egitto e in Iran. La prima menzione riportata di protesi oculari proviene dalla storia egiziana dell'Occhio di Horus risalente al 3000 a.C. circa, in cui si racconta che l'occhio sinistro di Horus viene strappato e poi restaurato da Thoth. Nel 3000-2800 a.C., la prima prova archeologica di protesi oculare sepolta viene ritrovata a Shahr-i Sokhta[3][4]. Un'altra menzione riportata si trova nell'Asia meridionale intorno al 1200 a.C., in riferimento alla regina guerriera Vishpala nel Rigveda[5].

Mano protesica in ferro che si ritiene appartenesse a Götz von Berlichingen (1480–1562)
Mano protesica in ferro che si ritiene appartenesse a Götz von Berlichingen (1480–1562)

Una menzione precoce di una protesi deriva dallo storico greco Erodoto, che racconta la storia di Hegesistratus, un greco indovino che amputò il proprio piede per sfuggire ai rapitori spartani e lo sostituì con uno in legno[6]. Plinio il Vecchio riportò anche la storia di un generale romano, Marco Sergio, la cui mano destra fu tagliata in battaglia e si fece fare una mano di ferro per tenere il proprio scudo in modo che potesse tornare a combattere[7].

Un braccio protesico storico famoso fu quello di Götz von Berlichingen, realizzato all'inizio del XVI secolo[8]. Il primo uso confermato di un dispositivo protesico, tuttavia, viene datato tra il 950 e il 710 a.C. Nel 2000 i ricercatori hanno scoperto una mummia di tale periodo sepolta nella necropoli egiziana vicino all'antica Tebe che possedeva un alluce artificiale costituita da legno e pelle, che mostrava prove di essere stata utilizzata. Quando è stata riprodotta da ingegneri biomeccanici nel 2011, i ricercatori hanno scoperto che questa antica protesi permetteva a chi la indossava di camminare sia a piedi nudi che con sandali. In precedenza, la prima protesi scoperta era una gamba artificiale trovata a Capua[9].

Una protesi degna di nota era quella appartenente a un uomo italiano, che gli scienziati stimano abbia sostituito la sua mano destra che era stata amputata. Gli scienziati che hanno indagato sullo scheletro, rinvenuto in un cimitero longobardo a Povegliano Veronese, hanno stimato che l'uomo fosse vissuto tra il VI e l'VIII secolo d.C[10][11][12].

Si ritiene che anche François de La Noue avesse una mano di ferro, così come, nel XVII secolo, René Robert Cavelier de La Salle[13]. Henri de Tonti aveva un gancio protesico usato come mano. Durante il Medioevo, la protesi rimase di forma piuttosto elementare. I cavalieri debilitati sarebbero stati dotati di protesi in modo da poter tenere in mano uno scudo, impugnare una lancia o una spada o stabilizzare un guerriero a cavallo[14].

Durante il Rinascimento, le protesi si svilupparono con l'uso di ferro, acciaio, rame e legno. Le protesi funzionali cominciarono a fare la loro comparsa nel 1500[15].

Nel 1728 il dentista francese Pierre Fauchard, cui si attribuisce spesso l'invenzione della moderna ortodonzia, pubblicò un libro intitolato The Surgeon Dentist (Il chirurgo dentista) sui metodi per raddrizzare i denti. Fauchard usava una protesi chiamata "Bandeau", un apparecchio formato da un pezzo di ferro a forma di ferro di cavallo che aiutava l'espansione dell'arco dentale[16].

Dopo la seconda guerra mondiale, studiosi dell'Università della California di Berkeley contribuirono a sviluppare l'invasatura protesica quadrilatera. La tecnologia dell'invasatura per gli arti inferiori ha visto un'ulteriore rivoluzione durante gli anni '80, quando John Sabolich inventò l'invasatura protesica CATCAM, che in seguito si è evoluta nell'invasatura protesica Sabolich[17].

Le prime protesi di ginocchio controllate da microprocessore sono diventate disponibili all'inizio degli anni '90[18][19].

Nel 2005 DARPA ha avviato il programma Revolutionizing Prosthetics e nel 2015 ha sviluppato un braccio robotico che restituisce il senso del tatto[20][21][22].

Nel 2019 è stato lanciato un progetto nell'ambito del programma AT2030[23] in cui le protesi su misura sono realizzate utilizzando un materiale termoplastico, anziché attraverso un calco in gesso. Questo metodo è più veloce e significativamente meno costoso. Le protesi così prodotte furono chiamate Amparo Confidence[18][24].

Nella storia le protesi su ruote sono state ampiamente utilizzate anche nella riabilitazione di animali domestici feriti, inclusi cani, gatti, maiali, conigli e tartarughe[25].

Tipi di protesi[modifica | modifica wikitesto]

Apparecchio acustico[modifica | modifica wikitesto]

Apparecchio acustico
Apparecchio acustico

Un apparecchio acustico è un dispositivo sanitario elettronico studiato per correggere le disfunzioni del sistema uditivo. I moderni apparecchi acustici sono costituiti da dispositivi elettronici di tipo analogico o digitale[26].

Apparecchio ortodontico[modifica | modifica wikitesto]

Apparecchio ortodontico
Apparecchio ortodontico

L'apparecchio ortodontico è una ortesi o dispositivo medico con il quale l'ortodontista (il medico specializzato in questo tipo di trattamenti) riesce ad allineare i denti, al fine di ottenere una masticazione corretta, una migliore igiene orale e una migliore estetica del sorriso.

Neuroprotesi[modifica | modifica wikitesto]

Uno schema della neuroprotesi che mostra l'unità di controllo esterna e il trasduttore di posizione montato sulla spalla, insieme allo stimolatore e agli elettrodi impiantati. Sono mostrate anche illustrazioni di prensione laterale e palmare.
Uno schema della neuroprotesi che mostra l'unità di controllo esterna e il trasduttore di posizione montato sulla spalla, insieme allo stimolatore e agli elettrodi impiantati. Sono mostrate anche illustrazioni di prensione laterale e palmare.

Le neuroprotesi sono dispositivi artificiali in grado di sostituire o migliorare specifiche funzioni del sistema nervoso. La disciplina che si occupa della progettazione e lo sviluppo di tali dispositivi è l'Ingegneria Biomedica, attraverso le competenze, in termini di comprensione dei fenomeni di funzionamento del sistema nervoso provenienti dalle Neuroscienze.

Occhiali[modifica | modifica wikitesto]

Occhiali appartenuti a Hermann Hesse
Occhiali appartenuti a Hermann Hesse

Gli occhiali sono delle protesi esterne da vista, composte da una montatura e da due lenti atte a correggere alterazioni della vista dovute a vizi di rifrazione dell'occhio umano (come miopia, astigmatismo, ipermetropia e presbiopia) o a insufficienze nella funzionalità oculare.

Protesi dentaria[modifica | modifica wikitesto]

Protesi dentaria
Protesi dentaria

Una protesi dentaria è un manufatto, realizzato da un odontotecnico abilitato, sotto la guida di un odontoiatra, utilizzata per aggiustare la dentatura originaria persa o compromessa per motivi funzionali e/o estetici.

Protesi del seno[modifica | modifica wikitesto]

Protesi del seno
Protesi del seno

Le protesi mammarie sono utilizzate nella chirurgia estetica o nella chirurgia della mammella per aumentare le dimensioni (mastoplastica additiva) e per modificare la forma del seno di una donna o per ricostruire il seno, ad esempio dopo una mastectomia, o nell'ambito della chirurgia per il cambio di sesso.

Protesi ortopedica[modifica | modifica wikitesto]

Protesi alla gamba indossata dal nuotatore australiano Cameron de Burgh sul ponte della piscina ai Giochi Paralimpici di Atlanta 1996.
Protesi alla gamba indossata dal nuotatore australiano Cameron de Burgh sul ponte della piscina ai Giochi Paralimpici di Atlanta 1996.

In ortopedia le protesi sono componenti atte a sostituire in parte o completamente un segmento scheletrico del corpo umano (es: un arto, una falange) per cause acquisite come un evento traumatico o per cause congenite, restituendo immagine corporea e funzionalità. Queste si dividono in esoprotesi (esterne) ed endoprotesi (interne).

Protesi transradiale[modifica | modifica wikitesto]

Un soldato dell'esercito degli Stati Uniti gioca a calcio balilla con due arti protesici.
Un soldato dell'esercito degli Stati Uniti gioca a calcio balilla con due arti protesici.

La protesi transradiale è una protesi funzionale per il braccio, disponibile in due tipi, entrambi utilizzabili da quelle persone che abbiano subito l'amputazione transradiale del braccio (al di sotto del gomito).

Protesi bionica[modifica | modifica wikitesto]

Le protesi bioniche sono una tipologia di protesi per le mani e le gambe fortemente integrata nel corpo del paziente. Un tipo particolarmente evoluto prevede l'integrazione degli elettrodi nei nervi e nei muscoli, e la ricrescita del tessuto osseo sulla protesi in titanio.[27] Al 2023 gli scienziati sono riusciti ad utilizzare un software di intelligenza artificiale per interpretare gli impulsi nervosi provenienti dal cervello e far muovere l'arto superiore.[28]

Protesi fonatoria[modifica | modifica wikitesto]

Protesi fonatoria: valvola tracheo-esofagea dopo laringectomia.
Protesi fonatoria: valvola tracheo-esofagea dopo laringectomia.

Una protesi fonatoria è un dispositivo medicale che viene inserito da un medico-chirurgo specialista in otorinolaringoiatra nella fistola tracheo esofagea in seguito ad un intervento di laringectomia totale.

Può essere direttamente installata nell'apparato fonatorio dell'utente, oppure azionata manualmente una volta appoggiata alla sua gola. Sostituisce i principali organi di produzione vocale, quali trachea, corde vocali e laringe, in caso di malfunzionamento dovuto a malattie o danni irreversibili.

Materiali utilizzati[modifica | modifica wikitesto]

Protesi appartenuta a Frida Kahlo
Protesi appartenuta a Frida Kahlo[29]

Le protesi sono rese leggere per una migliore comodità per il paziente. Alcuni di questi materiali includono[30]:

Alcune protesi vengono realizzate con bottiglie e coperchi di plastica riciclati[31][32].

Ricercatori del MIT hanno verificato che l'alluminio può essere disintegrato in pochi minuti da un eutettico di indio e gallio, che penetra e ne rompe le strutture granulari, impedendo inoltre la formazione di uno strato protettivo di ossido di alluminio.[33]

Progetti Open Source[modifica | modifica wikitesto]

Esiste dal 2006 un forum di protesi open design noto come "Progetto protesico aperto" (Open Prosthetics Project). Il gruppo impiega collaboratori e volontari per far progredire la tecnologia protesica nel tentativo di ridurre i costi di questi dispositivi necessari. Open Bionics è un'azienda nata nel 2014 che sta sviluppando mani protesiche robotiche open source. Utilizza la stampa 3D per produrre i dispositivi e scanner 3D a basso costo per adattarli. Uno studio di revisione su una vasta gamma di mani protesiche stampate in 3D ha scoperto che sebbene la tecnologia di stampa 3D sia promettente per la progettazione di protesi, non è necessariamente più economica. Lo studio stesso ha anche constatato che mancano ancora prove sulla funzionalità, la durata e l'accettazione da parte degli utenti delle protesi per le mani stampate in 3D[34][35][36][37].

Nella cultura di massa[modifica | modifica wikitesto]

Long John Silver e il suo pappagallo di NC Wyeth dall'edizione del 1911 di Treasure Island.
Long John Silver e il suo pappagallo di NC Wyeth dall'edizione del 1911 di Treasure Island.
Capitan Uncino e Peter Pan
Capitan Uncino e Peter Pan
Protesi in stile steampunk.
Protesi in stile steampunk.
  • Io, robot è un film del 2004 diretto da Alex Proyas ispirato allo scrittore di fantascienza Isaac Asimov con il protagonista che ha un futuristico braccio meccanico, molto realistico, in sostituzione a quello naturale perso in un incidente[41].

Galleria d'immagini[modifica | modifica wikitesto]

  • Dito protesico dall'antico Egitto
    Dito protesico dall'antico Egitto
  • Antica gamba protesica trovata a Capua
    Antica gamba protesica trovata a Capua
  • "Illustrazione della mano meccanica", 1564
    "Illustrazione della mano meccanica", 1564
  • Mano protesica di origine francese o tedesca e che risale probabilmente tra il 1550 e il 1600 in mostra nella Great Hall, Cotehele House, Cornwall.
    Mano protesica di origine francese o tedesca e che risale probabilmente tra il 1550 e il 1600 in mostra nella Great Hall, Cotehele House, Cornwall.
  • Una fabbrica di arti artificiali nel 1941
    Una fabbrica di arti artificiali nel 1941
  • Chirurgia sostitutiva - Sostituzione totale della spalla, dell'anca e del ginocchio
    Chirurgia sostitutiva - Sostituzione totale della spalla, dell'anca e del ginocchio
  • Arti artificiali per un giovane sopravvissuto alla talidomide (1961-1965)
    Arti artificiali per un giovane sopravvissuto alla talidomide (1961-1965)
  • Fabbricazione di un dito protesico
    Fabbricazione di un dito protesico
  • Protesi del ginocchio realizzata utilizzando il software WorkNC Computer Aided Manufacturing
    Protesi del ginocchio realizzata utilizzando il software WorkNC Computer Aided Manufacturing.
  • Sergente Jerrod Fields, un atleta paralimpico.
    Sergente Jerrod Fields, un atleta paralimpico.
  • L'attore Owen Wilson stringe il braccio protesico mioelettrico di un marine degli Stati Uniti.
    L'attore Owen Wilson stringe il braccio protesico mioelettrico di un marine degli Stati Uniti.
  • Una protesi indossata da Ellie Cole, una nuotatrice e cestista paralimpica australiana, dopo aver subito l'amputazione della gamba a causa del cancro.
    Una protesi indossata da Ellie Cole, una nuotatrice e cestista paralimpica australiana, dopo aver subito l'amputazione della gamba a causa del cancro.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ (EN) What Are the Four Types of Prosthetics?, su Touchstone Rehabilitation. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  2. ^ 4: Prosthetic Management: Overview, Methods, and Materials | O&P Virtual Library, su oandplibrary.org. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  3. ^ (EN) Keith R. Pine, Brian H. Sloan e Robert J. Jacobs, Clinical Ocular Prosthetics, Springer, 10 luglio 2015, ISBN 978-3-319-19057-0. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  4. ^ No. 1705: A 3000-Year-Old Toe, su uh.edu. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  5. ^ A Brief Review of the History of Amputations and Prostheses | ICIB Online Library, 1976 | ACPOC - Association of Children's Prosthetic-Orthotic Clinics, su web.archive.org, 14 ottobre 2007. URL consultato il 2 gennaio 2022 (archiviato dall'url originale il 14 ottobre 2007).
  6. ^ Arti divisi e piedi di legno: come gli antichi hanno inventato le protesi - Salute + medicina 2022 [collegamento interrotto], su Line magazine. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  7. ^ Sergio, mano di ferro - pagina 345 numero 79, su latin.it. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  8. ^ "The Iron Hand of the Goetz von Berlichingen&-EISENKLEIDERquot;, su karlofgermany.com. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  9. ^ (EN) Jacqueline Finch, The ancient origins of prosthetic medicine, in The Lancet, vol. 377, n. 9765, 12 febbraio 2011, pp. 548–549, DOI:10.1016/S0140-6736(11)60190-6. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  10. ^ (EN) Michelle Starr, This Medieval Italian Man Replaced His Amputated Hand With a Weapon, su ScienceAlert. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  11. ^ doi.org.
  12. ^ (EN) Kristina Killgrove, Archaeologists Find Ancient Knife-Hand Prosthesis On Medieval Warrior, su Forbes. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  13. ^ George University of California Libraries, A short history of the Canadian people, London : S. Low, Marston, Searle & Rivington, 1887. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  14. ^ (EN) Lawrence W. Friedmann, The Psychological Rehabilitation of the Amputee, Thomas, 1978, ISBN 978-0-398-03707-9. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  15. ^ » The History of Prosthetics, su unyq.com. URL consultato il 2 gennaio 2022 (archiviato dall'url originale il 2 gennaio 2022).
  16. ^ ricercaorale.it.
  17. ^ Normal Shape-Normal Alignment (NSNA) Above-Knee Prosthesis | O&P Virtual Library, su oandplibrary.org. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  18. ^ a b (EN) Global Disability Innovation Hub, One small step for an amputee and a giant leap for Amparo and GDI Hub, su Global Disability Innovation Hub. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  19. ^ (EN) Global Disability Innovation Hub, Changing Prosthetic Service Delivery with Amparo, su Global Disability Innovation Hub. URL consultato il 2 gennaio 2022 (archiviato dall'url originale il 2 gennaio 2022).
  20. ^ Robert Bogue, Exoskeletons and robotic prosthetics: a review of recent developments, in Industrial Robot: An International Journal, vol. 36, n. 5, 1º gennaio 2009, pp. 421–427, DOI:10.1108/01439910910980141. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  21. ^ jhuapl.edu (PDF). URL consultato il 2 gennaio 2022 (archiviato dall'url originale il 19 settembre 2017).
  22. ^ La DARPA ha sviluppato un braccio robotico che restituisce il senso del tatto, su Controcorrente, 16 settembre 2015. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  23. ^ (EN) Home | AT2030 Programme, su at2030.org. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  24. ^ Sally Adee, The revolution will be prosthetized, in IEEE Spectrum, vol. 46, n. 1, 2009-01, pp. 44–48, DOI:10.1109/MSPEC.2009.4734314. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  25. ^ An Amazing Menagerie of Animal Prostheses, su scientificamerican.com.
  26. ^ (EN) Howard Alexander, Hearing Aids: Smaller and Smarter, in The New York Times, 26 novembre 1998. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  27. ^ La prima mano bionica collegata direttamente a muscoli e nervi, su ticinonews.ch.
  28. ^ Ecco come funziona la mano bionica direttamente collegata a muscoli e nervi, su focus.it.
  29. ^ Frida Kahlo: fotografato dopo 50 anni il guardaroba nascosto della pittrice, su 361magazine, 19 aprile 2017. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  30. ^ (EN) How artificial limb is made – material, manufacture, making, used, parts, components, structure, procedure, su madehow.com. URL consultato il 24 ottobre 2017.
  31. ^ (EN) Affordable prosthetics made from recycled plastic waste, su MaterialDistrict. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  32. ^ (EN) These researchers are turning plastic bottles into prosthetic limbs, su World Economic Forum. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  33. ^ An easier way to remove medical devices, su news.mit.edu, 8 novembre 2022. URL consultato il 9 novembre 2022 (archiviato il 9 novembre 2022).
  34. ^ opedge.com. URL consultato il 2 gennaio 2022 (archiviato dall'url originale il 13 aprile 2021).
  35. ^ Desktop Engineering Magazine - Open Prosthetics Project Adopts Alibre Design, su web.archive.org, 16 giugno 2007. URL consultato il 2 gennaio 2022 (archiviato dall'url originale il 16 giugno 2007).
  36. ^ openprosthetics.org. URL consultato il 2 gennaio 2022 (archiviato dall'url originale il 4 ottobre 2006).
  37. ^ (EN) Open Bionics - Turning Disabilities into Superpowers, su Open Bionics. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  38. ^ L'isola del tesoro, su Centro Studi Artistici, 25 maggio 2016. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  39. ^ (EN) Peter Pan, or The Boy Who Wouldn't Grow Up, su Literawiki. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  40. ^ (EN) Bloodbath McGrath, su Villains Wiki. URL consultato il 2 gennaio 2022.
  41. ^ nonsolo.tv.

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Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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