Modelli muscoloscheletrici multiscala del ginocchio
Nei paesi sviluppati, le malattie muscoloscheletriche (MSD), spesso considerate l’inevitabile conseguenza dell’invecchiamento, rappresentano oltre la metà di tutte le problematiche sanitarie croniche degli ultracinquantenni. Il progetto MULTISCALEHUMAN (Multi-scale biological modalities for physiological human articulation), finanziato dall’UE, ha impegnato sette istituti di quattro paesi diversi. Il progetto MULTISCALEHUMAN ha accumulato un insieme imponente di modelli e dati ottenuti con una molteplicità di tecnologie d’avanguardia di acquisizione delle immagini e di analisi dei tessuti. L’attività muscolare degli arti inferiori è stata modellata ricavandola da immagini di RM, con l’inclusione di dettagli di deformazione muscolare durante l’esercizio fisico. Lavorando sulla funzione di sostegno del peso sul ginocchio, sono state stabilite due modalità diverse per misurare lo spessore a livello di femore, per agevolare le valutazioni di osteoartrite (OA) correlata alle sollecitazioni. È stato predisposto un modello di articolazione della giuntura del ginocchio, che riporta strutture dettagliate di ossa, cartilagini, menischi e legamenti. La collaborazione nell’ambito del progetto ha integrato nel modello misurazioni di tessuto molle (menisco, cartilagine) e la cinematica dell’articolazione. I modelli muscoloscheletrici hanno rilevato variazioni nelle attivazioni muscolari prima e dopo la sostituzione totale del ginocchio. Un sistema CAD che lavora attraverso più scale può supportare l’analisi comparativa dei casi clinici e la valutazione dei controlli successivi dei pazienti. Un modello di cartilagine umana affetta da OA mostra la progressione della malattia a livello molecolare, cellulare e tissutale. Un approccio di modellizzazione basato sull’agente prospetta la possibilità di stabilire un modo più rapido ed economico di studiare le interazioni molecolari, rispetto al laboratorio. Sono anche state sviluppate strategie di ingegneria tissutale in relazione al menisco del ginocchio e ai tessuti osteocondrali, accanto a scaffold ottimizzati di ingegneria tissutale. I risultati della ricerca sono stati illustrati in occasione di varie conferenze, laboratori di studio e incontri in vari parti del mondo. Finora, sono state date alle stampe oltre 40 pubblicazioni, due delle quali hanno ottenuto premi per il miglior saggio. Tutti i partner hanno raccolto le loro ricerche in un libro, intitolato “3D Multiscale Physiological Human” pubblicato da Springer. Il progetto MULTISCALEHUMAN ha definito una strategia per una visualizzazione basata su ontologie di dati multiscala MSD. Attraverso i suoi obiettivi, il progetto ha contribuito e continuerà a contribuire all’emersione di un’assistenza sanitaria personalizzata per le MSD in base alla fusione tra information technology e medicina.
Parole chiave
Modellizzazione, muscoloscheletrico, MultiScaleHuman, osteoartrite, ingegneria tissutale
