Simulazioni degli interventi cardiaci, intelligenza artificiale e materiali per la rigenerazione ossea: il capitolo italiano della European Society of Biomechanics collega ricerca, formazione e confronto clinico. Gli studi del 2026 mostrano progressi concreti e le verifiche ancora necessarie per portarli nella pratica
Quanto conta la forma di un’arteria quando si impianta una valvola cardiaca? Come cambia il comportamento di una protesi se la sua rigidità si avvicina a quella dell’osso? E quanto può aiutare l’intelligenza artificiale a ricostruire il movimento del cuore?
Sono alcune delle domande affrontate dalle ricerche segnalate da ESB-ITA, il capitolo italiano della European Society of Biomechanics. Il suo sito permette di osservare una comunità che mette in relazione meccanica, ingegneria biomedica e medicina, attraverso congressi, pubblicazioni e attività per i ricercatori.
Che cos’è ESB-ITA e qual è la sua missione
Fondata nel 2011, ESB-ITA porta sul piano nazionale gli obiettivi della società europea: promuovere la ricerca biomeccanica, diffondere conoscenze, collaborare con altre organizzazioni e favorire il progresso delle applicazioni cliniche e della formazione. Tra i principi dichiarati rientra anche il confronto con organismi scientifici, pubblici e privati per lo sviluppo di specifiche e standard del settore.
La biomeccanica studia come forze, pressioni e deformazioni agiscono nei sistemi biologici. Nelle applicazioni presentate dalla comunità italiana questo significa, per esempio, analizzare l’interazione tra una protesi e i tessuti oppure ricostruire il comportamento delle strutture cardiovascolari a partire dalle immagini mediche.
ESB-ITA svolge un ruolo di collegamento scientifico: i singoli risultati appartengono ai gruppi che li producono e alle istituzioni coinvolte. L’associazione offre occasioni per presentarli, discuterli e far incontrare competenze differenti.
Una comunità che collega università e centri clinici
La pagina del direttivo indica come presidente Mara Terzini, del Politecnico di Torino. Ne fanno parte anche Marco Palanca, dell’Università di Bologna, Giulia Luraghi, del Politecnico di Milano, Michele Conti, dell’Università di Pavia, indicato come membro ex officio, e Michele Marino, dell’Università di Roma Tor Vergata.
Le pubblicazioni rilanciate dal sito mostrano come questa dimensione associativa si affianchi a collaborazioni operative tra laboratori e strutture sanitarie. Negli studi cardiovascolari compaiono, tra gli altri, Politecnico di Milano, Humanitas University, IRCCS Humanitas Research Hospital e Fondazione Monasterio. Il coinvolgimento clinico permette di confrontare le simulazioni con anatomie e dati reali, un passaggio essenziale per valutarne l’affidabilità.
Valvole cardiache: simulare anche la fase che corregge l’impianto
Uno degli avanzamenti più recenti riguarda la TAVI, l’impianto di valvola aortica attraverso catetere. Uno studio pubblicato il 15 settembre 2026 su Annals of Biomedical Engineering, firmato da Letizia Maria Perri, Benedetta Grossi e colleghi, con Giulia Luraghi tra gli autori, ha integrato nelle simulazioni la post-dilatazione con palloncino: una manovra utilizzata per migliorare l’espansione della protesi.
Il gruppo ha caratterizzato sperimentalmente il palloncino e inserito il modello nelle ricostruzioni di quattro pazienti, confrontando i risultati con le TAC postoperatorie. L’inclusione della post-dilatazione ha ridotto gli errori di previsione del 53% per l’area dell’orifizio e dell’80% per l’eccentricità della struttura impiantata.
L’innovazione consiste nel riprodurre una fase procedurale capace di cambiare la geometria finale del dispositivo. I numeri misurano la maggiore corrispondenza tra simulazione e immagini cliniche; lo studio, con una casistica limitata, non dimostra una riduzione delle complicanze nei pazienti. Occorrono verifiche più ampie per valutarne la generalizzabilità.
Intelligenza artificiale: ricostruire aorta e ventricolo durante il battito
Un secondo filone riguarda l’analisi automatizzata delle immagini. Il lavoro di Francesca Dell’Agnello e colleghi della Fondazione Monasterio, con Simona Celi, pubblicato nel maggio 2026 su European Heart Journal – Imaging Methods and Practice, propone un metodo per ricostruire aorta toracica e ventricolo sinistro da TAC sincronizzate con il ciclo cardiaco.
La rete neurale è stata addestrata su 50 esami monofase e verificata su un gruppo indipendente di 10 pazienti con immagini multifase. Nel test, l’indice Dice, che misura la sovrapposizione tra segmentazione automatica e riferimento, ha raggiunto circa il 97,8% per l’aorta e il 91,5% per il ventricolo. L’analisi morfometrica è stata condotta su 42 pazienti.
Il progresso riguarda la possibilità di misurare automaticamente geometria e variazioni nel tempo. Sono risultati di segmentazione e fattibilità metodologica, da distinguere dall’accuratezza di una diagnosi. Il lavoro riguarda anatomie fisiologiche o moderatamente alterate e pone le basi per successive applicazioni cliniche.
Simulazioni più veloci per studiare la chiusura dell’auricola
La precisione deve confrontarsi anche con i tempi di calcolo. Un lavoro di Chiara Bonfanti e colleghi, disponibile online dal settembre 2026 su Computer Methods and Programs in Biomedicine, affronta questo problema nella simulazione della chiusura dell’auricola atriale sinistra.
La ricerca, che coinvolge Fondazione Monasterio e Politecnico di Milano, ha confrontato un modello completo del dispositivo con due versioni semplificate, utilizzando tre anatomie, 12 scenari procedurali e 36 simulazioni complessive.
Omettere dal modello la membrana tessile ha ridotto il tempo medio da 5,6 a 3,8 ore, mantenendo concordanza con il modello completo per gli indicatori analizzati. Eliminare anche gli elementi di ancoraggio ha invece compromesso le previsioni.
L’interesse sta nell’individuare quali dettagli possono essere semplificati e quali devono restare. Il confronto riguarda la prestazione dei modelli: l’utilità per le decisioni cliniche richiede ulteriori verifiche.
Impianti ossei: personalizzare anche la risposta meccanica
L’innovazione biomeccanica comprende la progettazione dei materiali. Uno studio di Roberta Cromi e colleghi, pubblicato nell’aprile 2026 su Designs, propone uno stelo femorale poroso in titanio progettato a partire dalle immagini TAC del paziente.
Il problema è lo stress shielding: una protesi molto rigida può modificare il trasferimento dei carichi e ridurre la sollecitazione dell’osso circostante, favorendone il riassorbimento. Gli autori hanno studiato una struttura reticolare con rigidità modulata, pensata per una particolare morfologia del femore, classificata come Dorr C.
Nel confronto numerico, il progetto poroso ha mostrato una riduzione della perdita ossea prevista rispetto alla versione piena. Si tratta di una prova di concetto computazionale, che richiede validazione sperimentale, analisi a fatica e studi su più pazienti. La prospettiva è progettare l’impianto considerando insieme forma e distribuzione dei carichi.
Un’altra ricerca, pubblicata nel luglio 2026 su Biomimetics da Hajar Souhail, Luca D’Andrea e colleghi, esplora la disposizione dei micropori negli scaffold ceramici in idrossiapatite, strutture di supporto per l’ingegneria del tessuto osseo.
Le simulazioni mostrano un compromesso: i pori circolari possono deviare le fratture e dissipare energia, ma anche ridurre la resistenza; pori allungati possono limitare le concentrazioni di tensione. Il lavoro identifica parametri geometrici utili a progettare la zona di fissaggio con viti, particolarmente delicata nei materiali fragili. Anche qui il risultato riguarda il comportamento simulato del materiale.
Il percorso scientifico: dalla stampa 3D all’integrazione con l’IA
La storia degli incontri ESB-ITA aiuta a leggere l’evoluzione degli interessi. Il primo meeting si svolse nel 2011 all’Istituto Ortopedico Rizzoli di Bologna. Negli anni successivi sono stati affrontati temi cardiovascolari, biomeccanica oculare e stampa 3D. Il simposio di Pavia del 2018, organizzato con l’Italian Digital Biomanufacturing Network, comprendeva tutorial e workshop industriali accanto ai contributi scientifici.
Il XV meeting, ospitato al Politecnico di Milano il 31 agosto e il 1° settembre 2026, ha posto al centro l’integrazione tra intelligenza artificiale e modelli basati sulla fisica, con attenzione alle applicazioni cliniche e ai casi individuali.
Letti insieme, questi programmi indicano un percorso verso modelli capaci di combinare dati, descrizione meccanica e caratteristiche del paziente. La vicinanza organizzativa con la conferenza del Virtual Physiological Human Institute, nella stessa sede, ha offerto un ulteriore punto di contatto con la comunità della medicina in silico.
Giovani ricercatori: premi, mentoring e partecipazione
La formazione attraversa diverse attività dell’associazione. I gruppi di lavoro comprendono mentoring, networking, comunicazione e pianificazione dei congressi. Il mentoring punta a mettere in relazione ricercatori junior e senior, condividere percorsi professionali e promuovere incontri sulle opportunità di finanziamento e sulla preparazione delle proposte, anche attraverso il confronto con vincitori, valutatori e finanziatori di progetti.
Il networking mira a sviluppare azioni comuni con altre società scientifiche, scambi tra comunità, scuole e seminari. La comunicazione rende accessibili attività e opportunità attraverso sito, newsletter, LinkedIn e YouTube.
I premi rendono visibili alcuni percorsi emergenti. Nel 2026 il riconoscimento tematico per la presentazione orale è andato a Luca D’Andrea, per la progettazione di scaffold ceramici attraverso il machine learning; quello per il poster a Rossana Buongiorno, per un metodo basato sull’IA applicato al dimensionamento dell’anello aortico. Il premio di tesi magistrale ha riconosciuto il lavoro di Silvia Casadei, della Scuola Superiore Sant’Anna, sulle protesi osteointegrate personalizzate per persone con amputazione transfemorale.
Questi riconoscimenti segnalano temi e contributi meritevoli nel contesto congressuale; il livello di maturità delle singole tecnologie va valutato attraverso le rispettive pubblicazioni e verifiche.
Come si entra nella rete e quali coinvolgimenti sono previsti
Il regolamento approvato nel giugno 2025 prevede l’appartenenza al capitolo italiano dei soci ESB attivi o studenti, in regola e affiliati a un’organizzazione con sede in Italia. Sono contemplate anche categorie aziendali, onorarie e senior, secondo le condizioni stabilite. I soci ESB di nazionalità italiana che lavorano o risiedono all’estero possono chiedere di aderire al presidente.
L’insieme delle attività documentate delinea più possibilità di coinvolgimento: presentare ricerche ai congressi, partecipare agli scambi tra generazioni, contribuire alla divulgazione e sviluppare contatti interdisciplinari. La newsletter invita esplicitamente i membri a proporre informazioni di interesse comune, articoli scientifici e argomenti di discussione.
I rapporti con clinici e imprese assumono forme diverse: collaborazione negli studi, confronto su dispositivi e metodi, workshop o sostegno a iniziative congressuali. Il loro valore scientifico dipende dalla qualità dei dati, dalla trasparenza dei metodi e dalla verifica dei risultati, da valutare per ciascun progetto.
La sfida aperta: rendere le previsioni utili alla cura
Dagli studi esaminati emerge una direzione comune: descrivere meglio le differenze tra i pazienti e prevedere come tessuti e dispositivi interagiscono. Ogni avanzamento risolve un problema specifico: ricostruire più rapidamente un’anatomia, rappresentare una manovra clinica, ridurre i tempi di simulazione o progettare una struttura porosa.
Restano decisivi l’ampliamento delle casistiche, le prove sperimentali e la verifica della durata degli impianti. La precisione di un modello e il beneficio per il paziente sono traguardi collegati, che richiedono prove differenti.
Il contributo di ESB-ITA è offrire uno spazio nel quale questi passaggi possono essere discussi tra ricercatori di discipline e istituzioni diverse. È in questo confronto che la biomeccanica può consolidare il proprio ruolo nella medicina personalizzata: trasformare misure, esperimenti e simulazioni in conoscenze sempre più affidabili per progettare e valutare gli interventi.
