L'assenza di propriocezione nei soggetti affetti da amputazione di arto inferiore è una delle principali cause di disagio e problematiche relative alla postura e al cammino, quali cammino asimmetrico ed eccessivo consumo metabolico. Lo scopo della ricerca è quello di sopperire a tale mancanza tramite la realizzazione di un dispositivo composto da un sensore elastomerico che presenta dei canali interni in cui è iniettata una lega metallica di Gallio-Indio capace di variare la propria resistenza elettrica al variare della forma dei canali. Grazie a questo sensore sarà possibile misurare il carico imposto sull'arto protesico e di inviare, attraverso un sistema di feedback sensoriale che consenta di al paziente di "percepire" la propria protesi, una risposta in tempo reale che consentirà di regolare di conseguenza la propria postura e il proprio passo. Uno degli obiettivi fondamentali della ricerca è quello di realizzare tale dispositivo in modo che sia facilmente indossabile, resistente, durevole, economico e universale, ovvero che sia applicabile a qualsiasi tipo di protesi, attiva o passiva, attualmente in commercio.
Lo stato dell'arte attuale offre come metodologie di restituzione della propriocezione a pazienti amputati di arto inferiore diverse soluzioni. Una di queste prevede l'utilizzo di protesi attive specifiche che risultano estremamente pesanti e, soprattutto, estremamente costose. Un'altra prevede l'utilizzo di sensori di forza o di pressione come i footswitch, che sono delicati e poco adatti all'utilizzo quotidiano a causa dell'usura dei dispositivi. Inoltre ognuno di questi sensori deve essere collegato attraverso un cavo, il che li rende ingombranti nei casi in cui ve ne siano un numero cospicuo. Un'ultima soluzione prevede un'operazione chirurgica che, durante l'amputazione, colleghi in serie tra loro i muscoli agonisti ed antagonisti della gamba al livello del moncherino. Per questa ragione il suo utilizzo è interdetto a tutti quei pazienti che sono già stati sottoposti ad amputazione. Inoltre, fino ad oggi, questa soluzione è stata attuata solo in accoppiamento ad una specifica protesi attiva con connessioni neurali, il che la rende ulteriormente impraticabile a causa del suo costo elevato.
Il mio progetto prevede invece l'unione di due tecniche distinte, utilizzate per scopi diversi, al fine di ottenere un dispositivo commerciale universale, che possa essere applicato ad ogni tipo di protesi trans-tibiale in commercio, sia essa passiva o attiva, e che sia indossabile facilmente, economico e resistente. In questo modo, qualsiasi paziente affetto da amputazione di arto inferiore potrà ricevere una risposta dal proprio arto che lo aiuterà a migliorare le proprie prestazioni durante il cammino e durante la postura eretta, e che lo farà sentire più a suo agio con un dispositivo esterno al suo corpo.
Per fare ciò si è decisi di fare una cosa ad oggi mai fatta, ovvero unire il campo della sensoristica elastomerica con quello della restituzione della propriocezione attraverso sistemi di feedback sensoriali. Facendo ciò il dispositivo sarà morbido, comodo e resistente grazie all'utilizzo del silicone per la realizzazione del sensore di deformazione della protesi. Inoltre sarà durevole nel tempo e facilmente sostituibile con un altro sensore nel caso si dovesse danneggiare.
Tutto ciò può essere utilizzato anche in altri campi, come ad esempio in pazienti affetti da paralisi e potrebbe portare alla creazione di tutta una serie di ulteriori soluzioni, non solo applicabili alla protesi di arto inferiore o alle protesi in generale, che consentano di creare e mettere in commercio dispositivi semplici ed economici per il miglioramento della vita dei pazienti amputati e non.