Metodo che utilizza scansioni tridimensionali del viso del paziente per produrre mascherine personalizzate per il trattamento delle malocclusioni di classe III. Prodotte con tecniche di fabbricazione additiva (stampanti 3D e resine specifiche), le mascherine risultanti includono sensori di pressione e temperatura collegati a un’applicazione di gioco per dispositivi mobili pensata per promuovere la compliance al trattamento e a un’applicazione per il monitoraggio della terapia da parte del dentista.
Stato del brevetto
CONCESSO
Numero di priorità
102018000002713
Data di priorità
15/02/2018
Licenza
INTERNAZIONALE
Mercato
Il disallineamento dei denti causato dalle malocclusioni può portare a gravi problemi di salute orale se non viene trattato precocemente, preferibilmente nell’infanzia. Considerando l’aumento globale della prevalenza delle malocclusioni, oltre alla tendenza positiva dell’odontoiatria estetica, questa metodologia di medicina personalizzata consentirà di coprire un ampio mercato per i trattamenti ortodontici, valutato in 40 miliardi di dollari, per il quale si stima una crescita del 6,9% CAGR nel periodo 2022-2030.
Problema
La malocclusione di classe III è un disturbo maxillo-facciale caratterizzato da una posizione avanzata della mandibola rispetto alla base cranica e/o alla mascella. Questo tipo di malocclusione dovrebbe essere trattata nell’infanzia, idealmente prima dei 10 anni, utilizzando una mascherina di protrazione per migliorare l’occlusione dentale e l’estetica del viso. Sebbene richieda un’elevata compliance del paziente per un’efficacia ottimale della correzione ortodontica (almeno 12 ore al giorno, per almeno 9 mesi), la maschera è il dispositivo meno accettato tra gli apparecchi ortodontici. Le mascherine attualmente in commercio, mal adattate al viso del paziente, provocano spesso irritazioni cutanee dovute alla mentoniera o agli elastici, recessione gengivale sugli incisivi inferiori e decubito, rendendo così la terapia critica soprattutto nelle fasi iniziali (49%). Inoltre, un fattore critico sembra essere l’incapacità del personale medico di monitorare il trattamento (48%).
Limiti attuali tecnologie / Soluzioni
Sebbene efficaci, le maschere facciali attualmente disponibili sul mercato presentano diverse criticità che determinano la mancata collaborazione del bambino nell’indossare il dispositivo terapeutico per il tempo prescritto (12 o 24 ore al giorno, per 9-12 mesi). Disponibili solo in due misure standard, queste maschere sono poco ergonomiche, pesanti e spesso mal adattate alla fronte e al mento. I supporti per la fronte e il mento causano spesso irritazioni e decubiti. Di conseguenza, il disagio percepito, l’ingombro e l’instabilità della maschera, oltre alla scarsa estetica, rappresentano ulteriori fonti di vergogna e imbarazzo da parte dei giovani pazienti.
Le precedenti strategie di personalizzazione includono la registrazione di un’impronta in alginato del viso del paziente e il modello in gesso derivato viene utilizzato per montare i componenti della maschera facciale. Tuttavia, a contatto diretto con la pelle, l’alginato può essere fonte di disagio per il paziente. In alternativa, un materiale stucco a base di PVC applicato all’interno dei supporti standard ha migliorato l’adattamento dei pezzi riprendendo i contorni naturali del viso, pur non facilitando ulteriormente la compliance al trattamento.
Killer Application
Le mascherine personalizzate prodotte con questo metodo trovano applicazione nel campo della salute digitale, in quanto consentono di monitorare il tempo di utilizzo sulla base di misurazioni affidabili e precise. La presenza di sensori garantisce la raccolta continua di dati accurati, evitando al contempo la perdita di dati in caso di malfunzionamento del sensore. Inoltre, l’approccio di gamification, oltre alla nuova ergonomia del dispositivo e alla sua personalizzazione, può migliorare radicalmente la compliance al trattamento.
Tecnologia e nostra soluzione
Il progetto SuPERPowerMe ha portato la tecnologia da TRL3 a TRL7. Il processo di produzione della maschera facciale è stato consolidato con la scansione, la modellazione e la stampa 3D. Le scansioni del volto sono state acquisite con le fotocamere di un iPhone o di un tablet iPad Pro. Per la modellazione 3D è stato utilizzato 3D Blender e i componenti sono stati stampati in 3D in resina BioMed Clear con la stampante Form 3 (Formlabs) e rivestiti con cuscinetti di schiuma. Sono stati sviluppati prototipi di media fedeltà di tutti i componenti del sistema. Anche le barre sono state stampate in 3D in acciaio inossidabile. I sensori di temperatura e di pressione sono stati inseriti nel poggiatesta per il monitoraggio del tempo di utilizzo e per il collegamento con l’applicazione di gioco.
Dal novembre 2021, la mascherina personalizzata con sensori incorporati è attualmente testata in una sperimentazione clinica con 10 pazienti presso l’Università di Firenze (Dipartimento di Medicina Sperimentale e Clinica, Ambulatorio di Ortognatodonzia, AOU Careggi).
Vantaggi
Per i pazienti, la tecnologia produce una mascherina personalizzata, più piccola e leggera dei dispositivi standard, modellata sul viso del paziente e stampata in 3D con materiali biocompatibili per adattarsi perfettamente, ridurre il disagio e gli effetti collaterali, conferendo in definitiva efficacia e comfort. L’approccio di gamification, che consiste in un’app di gioco collegata ai sensori incorporati, rende la terapia più giocosa e divertente, favorendo così la motivazione a seguire il trattamento. Infatti, il sistema introduce un approccio ludico alla terapia in cui la mascherina trasforma il paziente in un supereroe attraverso un catalogo di decorazioni ispirate al mondo dei supereroi per un’ulteriore personalizzazione dell’estetica del dispositivo.
Per gli ortodontisti, la tecnologia include un sistema di sensori integrati nella maschera per monitorare il tempo di utilizzo. Una docking station ricarica la batteria e invia i dati raccolti dalla maschera a un’applicazione web destinata agli ortodontisti. Attraverso la web app, i medici sono quindi in grado di monitorare a distanza l’andamento della terapia, offrendo dati quantitativi affidabili per valutare i progressi terapeutici complessivi.
Roadmap
Il sistema hardware e software è in fase di sviluppo, testato e integrato per passare da un concetto sperimentale a prototipi ad alta fedeltà. L’uso di sensori per il monitoraggio del tempo di utilizzo e la gamification della terapia può essere esteso a qualsiasi apparecchio ortodontico/ortopedico rimovibile che richieda la compliance del paziente, come i copricapi per il trattamento delle malocclusioni di Classe II e i retainer rimovibili.
L’uso di sensori per il monitoraggio del tempo di utilizzo e la gamification della terapia può essere esteso anche ad altri dispositivi indossabili che richiedono la compliance del bambino, come gli occhiali e i cerotti oculari utilizzati in oftalmologia pediatrica.
TRL
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