I ricercatori dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign hanno sviluppato un materiale sintetico che imita l'osso umano, utilizzando la stampa 3D e l'apprendimento automatico. Questo materiale promette di rivoluzionare le metodologie attualmente adottate per il trattamento delle fratture ossee, in particolare quelle del femore. Tradizionalmente, le fratture del femore sono trattate con interventi chirurgici che comportano il posizionamento di piastre metalliche e viti, tecniche che a volte portano a complicazioni.
Il team di ricerca, guidato dalla professoressa Shelly Zhang, in collaborazione con il dottorando Yingqi Jia e il Professore Ke Liu della Peking University, ha adottato un approccio innovativo che sfrutta le potenzialità dell'intelligenza artificiale: "Abbiamo iniziato con un database di materiali, utilizzando un simulatore di crescita virtuale e algoritmi di apprendimento automatico per generare un materiale virtuale, apprendendo poi la relazione tra la sua struttura e le proprietà fisiche," ha spiegato Zhang.
Il cuore di questo studio sta nel metodo computazionale controllabile sviluppato per creare un materiale che non solo replica la funzionalità dell'osso umano dal punto di vista biomeccanico, ma offre anche un supporto ottimizzato durante il processo di guarigione.
"Avere un modello tangibile ci ha permesso di effettuare misurazioni nel mondo reale, testare la sua efficacia e confermare che è possibile sviluppare un materiale sintetico in modo analogo a come sono costruiti i sistemi biologici," ha commentato Zhang.
La ricerca indica che il nuovo materiale non solo potrebbe migliorare l'efficacia delle cure, riducendo le complicazioni legate agli interventi chirurgici, ma potrebbe anche essere impiegato in altre applicazioni. Questa innovativa metodologia può essere applicata a una vasta gamma di materiali, inclusi metalli e polimeri, sottolineando ulteriormente le sue potenzialità quasi illimitate.
