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Vetrina Brevetti

L’Istituto Ortopedico Rizzoli, oltre a fare ricerca scientifica, è impegnato a sviluppare e produrre innovazioni nelle tecniche chirurgiche e nel trattamento delle patologie ortopediche, e più in generale nell'ambito dei prodotti medico-sanitari, nuovi prodotti farmaceutici, nuovi materiali o processi produttivi. A tal fine cura l'attività di trasferimento tecnologico dai laboratori di ricerca all’industria privata.

Alcuni dei risultati della ricerca scientifica si configurano come invenzioni suscettibili di tutela giuridica e possono determinare, tramite valorizzazione industriale, un grande valore economico. Questa "vetrina brevetti" presenta questa parte di Patrimonio Intellettuale e know-how dell'Istituto.

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Brevetto
Dispositivo di Posizionamento per Sonda Ecografica
Dispositivo di posizionamento per sonda ecografica adatto ad essere utilizzato prevalentemente su un ginocchio di un paziente. Il Brevetto ancora non è ancora uscito dal periodo di segretezza. Non è ancora possibile pubblicare informazioni più dettagliate. Per informazioni contattare Nicola Fazio.  
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Brevetto
Dispositivo per Intervento di Ricostruzione di un Legamento Crociato
INTRODUZIONE Nella chirurgia ortopedica di ricostruzione dei legamenti crociati si ricorre, in generale, a tecniche che prevedono l’impianto di un nuovo legamento -realizzato tramite prelievo di tendini autologhi, oppure mediante utilizzo di tendini da donatore, anche cadavere-, a sostituzione di quello nativo, e l'instradamento di esso in un canale realizzato artificialmente tramite foratura ossea della tibia. Tale canale sfocia nell’inserzione del legamento crociato anteriore nativo, quindi il legamento sostitutivo viene fissato a un’estremità alla tibia, instradato attraverso il canale, e in ultimo fissato al femore. Il fissaggio delle estremità del legamento sostitutivo avviene tramite elementi terminali, boccole, o punti metallici, che penetrano nelle ossa, fissando ad essa un’estremità del legamento sostitutivo. Uno dei problemi connaturati a queste tecniche chirurgiche è la ricostruzione esclusivamente funzionale del legamento nativo, ossia una ricostruzione non estesa anche al ripristino accurato dell’anatomia. Il mero instradamento del legamento sostitutivo nel canale ricavato per foratura della tibia, infatti, non realizza alcuna riproduzione dell’inserzione anatomica del legamento nativo, lasciando oltretutto il legamento sostitutivo esposto all’interazione con pareti ed estremità del canale, condizione diversa di quella che si ritrova in corrispondenza dell’inserzione del legamento nativo. CARATTERISTICHE TECNICHE Lo scopo dell'invenzione è quello di fornire un dispositivo per un intervento chirurgico di ricostruzione di un legamento crociato che consenta di procedere anche a una ricostruzione anatomica del legamento stesso, in particolare dell’inserzione del legamento nativo. Tale scopo è raggiunto da un dispositivo formato da due componenti principali: un penetratore e un manicotto. Il penetratore, costituito di materiale osteointegrabile, è studiato per essere introdotto all’interno del piatto tibiale, nella posizione intercondiloidea corrispondente alla naturale inserzione del legamento crociato ed ha la doppia funzione di ricevere il nuovo legamento sostitutivo e di ancorarsi stabilmente all’estremità prossimale della tibia, anche favorendo processi biologici di osteointegrazione che ne garantiscono un fissaggio fisiologico e duraturo all’osso. Il manicotto è accoppiato al penetratore e definisce un secondo lume di passaggio del nuovo legamento. Tale elemento, costituito di collagene reticolato, avvolge il nuovo legamento, e lo accompagna, proteggendolo, in una zona tipicamente critica, soprattutto nelle prime settimane, quella fra piatto tibiale e femore distale, in cui il tendine viene costretto dalle pareti del canale articolare. Inoltre, nel tempo, l’elemento di collageno, integrandosi con l’intorno biologico dell’articolazione, favorisce l’inserzione fisiologica del nuovo legamento nel piatto tibiale. In sintesi, il nuovo dispositivo è studiato per favorire l’integrazione biologica fra il nuovo legamento ed il piatto tibiale, sostenendo, a distanza dall’intervento di ricostruzione, il ripristino di condizioni e proprietà il più simile possibili a quelle dell’inserzione nativa. VANTAGGI •    Protezione del nuovo legamento durante le prime settimane successive alla ricostruzione chirurgica, momento critico per il successo dell'intervento; •    Elevata stabilità dell'inserzione del legamento, in quanto intimamente fissato all'interno della tibia; •    Interamente realizzabile con manifattura digitale additiva; •    Ricostruzione più fisiologica ed anatomica dell'inserzione del legamento nel piatto tibiale. APPLICAZIONI •    Ricostruzione fisiologica del legamento crociato; •    Possibilità di studio di nuovi biomateriali integrabili nell'articolazione; •    Possibilità di usare cellule, o concentrati cellulari, per sospingere l'integrazione biologica.
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Nanomateriale Composito a base Staminale per la Rigenerazione Tissutale
Nanomateriale Composito a base Staminale per la Rigenerazione Tissutale INTRODUZIONE L’osteoartrite colpisce 40 milioni di europei con un impatto notevole sulla sanità nazionale pari a ~ 50.4 miliardi di euro all’anno. La malattia comporta la degenerazione cartilaginea e articolare causando dolore e disabilità. I metodi chirurgici attuali prevedono approcci invasivi e ripetuti nel tempo. Questa invenzione è un materiale composito, rilasciato da una 3D Bioprinter, che consente la rigenerazione tissutale in situ sfruttando la stimolazione ultrasonica esterna, senza bisogno di interventi multipli. CARATTERISTICHE TECNICHE L’invenzione vuole sostituire il bisogno di iniezioni ripetute per la rigenerazione dei tessuti e/o gli interventi chirurgici per la sostituzione dell’intera giunzione articolare. L’invenzione infatti è un materiale composito a base organica rilasciato da una stampante 3D integrata in un tool artroscopico. Il materiale composito viene inserito una volta sola nel sito di interesse, e consente di rigenerare il tessuto attraverso la stimolazione esterna del sito d’intervento, anche a distanza nel tempo senza dover intervenire chirurgicamente ogni volta che si palesi la necessità del trattamento. Inoltre è stato pensato un sistema di gestione del trattamento in maniera intelligente e integrata a App per il monitoraggio a distanza da parte di personale specializzato. Questo avrebbe un impatto notevole considerando che la necessità di ospedalizzazione per pazienti anziani potrebbe essere evitata o quantomeno ridotta nel tempo grazie al monitoraggio a distanza. APPLICAZIONI Chirurgia miniinvasiva; Chirurgia in artroscopia; Trattamento osteoartrite; Trattamento malattie degenerative; Trattamento rigenerativo mediato da staminali. VANTAGGI Dispositivo minimamente invasivo; Elevata aderenza alla terapia; Elevato controllo della terapia; Controllo a distanza della terapia e del decorso; Nessun disturbo nel quotidiano del paziente; Elevata compatibilità con gli standard tecnologici del futuro, IOT e Machine Learning.
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Strumentario per Impianto di Inserti Ossei
Bone Lock INTRODUZIONE L’applicazione di innesti ossei nelle ossa lunghe è sfruttata nelle moderne tecniche chirurgiche al fine di ricostituire la continuità dell’osso stesso, a seguito di eventi traumatici, o di esiti di rimozioni di masse tumorali. Tali innesti, che ricostituiscono anatomicamente e funzionalmente l’osso, possono sia derivare da donatore, sia essere costituiti di materiale artificiale. Operativamente, si procede alla resezione della zona problematica tramite uno strumento di taglio, creando sulla superficie di taglio dei due monconi una zona destinata al contatto con il nuovo innesto. Questa tecnica non è esente da problematiche, prima tra tutte che essendo le superfici dei due monconi realizzate mediante tagli manuali, difficilmente saranno sovrapponibili a quella dell’innesto. Questa è una delle prime cause del fallimento dell’impianto, in quanto l’assenza del contatto ottimale viene rende difficile la ricrescita del nuovo osso. CARATTERISTICHE TECNICHE Scopo della presente invenzione è quello di fornire uno strumentario per l’impianto di sostituti ossei che consenta di superare gli inconvenienti sopra descritti. Inoltre, sempre il medesimo strumentario, permette anche l’innesto pratico e preciso dell’impianto tra i due monconi di osso adeguatamente preparati.  In termini pratici, l’invenzione consiste di una serie di guide di taglio scorrevoli, tramite le quali è possibile fare un resezione precisa e ripetibile sia dell’osso da rimuovere, sia dell’innesto da impiantare tra i due monconi. Inoltre, le stesse guide di taglio, funzionano anche da supporto dell’innesto nel momento in cui questo viene fissato ai due monconi di osso, facilitando l’inserzioni di viti e placche di fissaggio. Lo strumentario, dunque, rende più facile l’operazione di innesto del sostituto osseo e, allo stesso tempo, permette di creare superfici precise sull’interfaccia osso/innesto, aumentando la loro superficie di contatto e garantendo così continuità e stabilità dell’impianto. APPLICAZIONI innesti di ossa lunghe; rimozione di masse tumorali; revisione di pseudoartrosi; chirurgia di urgenza post-trauma. VANTAGGI pratico; facilitazione delle operazioni chirurgiche; aumento della stabilità dell’impianto; diminuzione dei fallimenti dell’impianto.
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Ortesi piede-caviglia con asse di rotazione flottante
Nuovo Tutore a Movimento Fisiologico per la Caviglia INTRODUZIONE L’invenzione consiste in un’ortesi (tutore) articolata particolarmente innovativa dal punto di vista cinematico. Questa è qui sviluppata inizialmente per l’articolazione di caviglia, tra il piede e la gamba, ma che può altresì essere applicata anche al ginocchio o al gomito con le opportune variazioni. Il dispositivo è progettato per le situazioni cliniche dove il movimento deve essere limitato alla flessione, mentre negli altri piani anatomici sono consentiti solo piccoli movimenti complementari adeguatamente contenuti; tipicamente per periodi successivi ad eventi traumatici, o precedenti o successivi a trattamenti ortopedici o riabilitativi. CARATTERISTICHE TECNICHE L’innovazione, rispetto ai dispositivi esistenti, risiede in un sistema di collegamento tra le due parti rigide dell’ortesi che consente il movimento fisiologico dell’articolazione dell’utente solo in flesso-estensione, limitando in maniera definita e controllata gli altri cinque gradi di libertà articolare. Questo è ottenuto con uno speciale giunto che guida il movimento attorno all’asse naturale di rotazione, consentendo una dinamica naturale del movimento alla caviglia, e allo stesso tempo contenendo e proteggendo opportunamente l’articolazione da ogni altra rotazione e traslazione indesiderata, dovute a fattori involontari o accidentali. Ciò consente di salvaguardare, per il periodo ritenuto necessario, le strutture anatomiche lesionate o trattate prima di ritornare possibilmente al loro funzionamento naturale. La disponibilità di un modello anatomico tridimensionale dell’arto del paziente, rilevabile tramite scansione, insieme alla conoscenza delle caratteristiche cinematiche naturali del soggetto e alle possibilità di regolazione dello speciale giunto di collegamento, permettono una progettazione del tutore completamente personalizzata, nonché ottimizzata per gli aspetti di resistenza meccanica e leggerezza. Il tutore potrà successivamente essere realizzato sia tramite produzione in serie a basso costo, sia utilizzando le moderne tecniche di fabbricazione additiva (stampa 3D). In pratica, l’invenzione rende disponibile così un nuovo tutore articolato che garantisce una maggiore efficacia dal punto di vista terapeutico-riabilitativo, abbinato ad un maggiore comfort per l’utente e ad un ottimo contenimento del dolore. POSSIBILI APPLICAZIONI •    Patologie articolazione di caviglia; •    Patologie articolazione di ginocchio; •    Patologie articolazione di gomito. VANTAGGI •    Riproduzione del movimento naturale dell’articolazione tibiotarsica e sottoastragalica; •    adattabilità a qualsiasi utente e personalizzazione rispetto alle sue specifiche esigenze; •    ottimo comfort; •    notevole contenimento del dolore; •    maggior efficacia dal punto di vista terapeutico-riabilitativo; •    facilità di regolazione; •    leggerezza; •    elevata durata; •    costruzione in serie semplice e a basso costo, ma anche con la tecnologia della stampa 3D.  
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Nuove molecole per la rigenerazione tissutale ossea
Nuove molecole la rigenerazione ossea INTRODUZIONE L’osteoporosi rappresenta una delle principali cause di disabilità e di morbidità al mondo. Tra le molte cause di osteoporosi, la caduta dei livelli fisiologici di estrogeni che occorre nel post-menopausa, rimane quella più frequente; a tutt’oggi, l’approccio farmacologico di gran lunga prevalente nella prevenzione e nella cura della fragilità ossea indotta da osteoporosi è rappresentato dal trattamento con farmaci inibitori del riassorbimento osseo, la funzione cui sono deputati gli osteoclasti. La famiglia di farmaci di maggiore successo in questa categoria è quella dei bisfosfonati, sviluppati in fasi successive come analoghi chimici dei pirofosfati, noti inibitori della mineralizzazione. Il solfuro di idrogeno (H2S) è una molecola gassosa nota storicamente come agente tossico. Tuttavia, negli ultimi anni è stato evidenziato un importante ruolo biologico dell’H2S che, prodotto fisiologicamente dalle cellule in minime quantità, svolge la funzione di gas-trasmettitore, al pari di molecole più lungamente studiate come l’ossido nitrico o l’ossido di carbonio. In particolare, esperimenti preliminari hanno suggerito che H2S eserciti una funzione di stimolo sulle cellule mesenchimali staminali (MSC), i precursori degli osteoblasti, inducendo un aumento della deposizione di nuova matrice minerale ossea. CARATTERISTICHE TECNICHE Sulla base di queste premesse, è stata messa a punto di una nuova classe di molecole che agiscono come farmaci ibridi, in grado cioè di unire le proprietà di un noto farmaco per l’osteoporosi, l’Alendronato, con quelle di un gruppo funzionale in grado di rilasciare H2S. Le molecole oggetto dell’invenzione si inseriscono pertanto entro questa pressante esigenza clinica, cioè l’esigenza di mettere a punto nuovi farmaci in grado di stimolare i meccanismi fisiologici del turnover osseo anziché inibirli e quindi utili nel trattamento dell’osteoporosi. Le molecole dell’invenzione nascono quindi con l’intento di accoppiare una funzione anti-catabolica dell’Alendronato (espressa dai gruppi pirofosfato) con una anabolica espressa dall’H2S. POSSIBILI APPLICAZIONI •    Trattamento osteoporosi •    Rallentamento riassorbimento osseo VANTAGGI •    Farmaco con doppio bersaglio farmacologico; •    Oltre a bloccare il riassorbimento, dovrebbe stimolare anche il deposito di nuovo calcio.  
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Nuovo metodo per la diagnosi precoce dell’osteoporosi
INTRODUZIONE L'invenzione si riferisce una nuova tecnica rapida, poco costosa ed efficiente in grado di individuare con precisione condizioni fisiologiche associabili all'osteoporosi; la tecnica può essere applicata facilmente alle analisi del sangue di routine, per uno screening sistematico di massa non legato a differenze di genere. Secondo i dati dell'Organizzazione Mondiale della Sanità, l'osteoporosi colpisce circa 75 milioni di persone negli Stati Uniti, in Europa e in Giappone ed entro il 2025 si prevedono oltre 3 milioni di fratture correlate all'osteoporosi all'anno, con un costo annuale intorno ai 25 miliardi di dollari. Diversi metodi sono stati messi a punto per diagnosticare la malattia e descriverne la progressione. Tuttavia, tali tecniche, generalmente raggruppate con il nome di mineralometria ossea computerizzata (MOC), seppur efficaci, sono costose, hanno lunghi tempi di esecuzione, vengono consigliate a partire dai 65 anni ed alcune di esse espongono il paziente a radiazioni ionizzanti. Tali tecniche non possono essere impiegate per uno screening di massa della popolazione.   CARATTERISTICHE TECNICHE Il nuovo metodo, oggetto della presente invenzione, si basa sulla spontanea abilità di differenziazione osteoclastica di popolazioni monocitarie circolanti, purificate da pazienti con condizioni patologiche associate all'osteoporosi, anche in uno stadio precoce. Il metodo è un test diagnostico facile, rapido, non invasivo ed economico che necessita di solo 1 ml di sangue per essere eseguito, pertanto può essere adottato come test di screening di routine da qualsiasi laboratorio di analisi cliniche in quanto compatibile con le normali attività di analisi del sangue. Il nuovo test è in grado di diagnosticare la presenza di un alterato rimodellamento osseo causato da osteoporosi ancora prima che i tradizionali metodi diagnostici vengano impiegati (anche secondo specifiche linee guida) o ne evidenzino i segni. Tale tecnologia è complementare con quelle già esistenti, in quanto potrebbe precedere i test diagnostici standard, discernendo a monte i pazienti che hanno necessità di indagini più approfondite. Inoltre, rilevando precocemente la presenza di uno stato patologico associato al riassorbimento osseo, il nuovo metodo diagnostico consentirebbe di intervenire tempestivamente su pazienti che hanno fenomeni osteoporotici in una fase iniziale, rallentando prontamente la progressione della malattia. Rallentare precocemente il progredire dell’osteoporosi significa prevenire e/o limitare, le complicanze ad essa associate, quali, ad esempio, fratture, deformità, dolore cronico e compromissione dell'equilibrio, e, per questo motivo, la diagnosi precoce dell’osteoporosi avrà nel prossimo futuro un impatto sociale ed economico molto rilevante. POSSIBILI APPLICAZIONI •    Produzione di un kit diagnostico; •    Inserire quest’analisi nel pannello degli indicatori ematici classici nelle analisi del sangue di routine; •    Diagnosi precoce dell’osteoporosi; •    Screening di massa; •    Individuazione dei pazienti che necessitano di indagini più accurate; •    Monitoraggio della efficacia di terapie che agiscono sul rimodellamento osseo. VANTAGGI •    Poco costoso; •    Facile; •    Veloce; •    Affidabile; •    Non di genere; •    Equo e sostenibile; •    Permette di individuare precocemente l’osteoporosi consentendo ai pazienti di curarsi da subito, rallentando prontamente la progressione della malattia.  
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