“Phygital Human Bone” és un projecte de recerca pioner que proposa la creació d'un model phygital (físic i digital) sintètic d'os que utilitza un disseny biomimètic innovador i una tècnica de bioimpressió 3D per replicar les propietats del fèmur humà. El seu objectiu és replicar-ne la microarquitectura interna, de manera que se simulen de forma sintètica les propietats biomecàniques de l’os i, per tant, es poden estudiar els patrons de fracturació, fita fins ara inèdita, malgrat existir altres estudis similars en aquest camp. El resultat és un model sintètic capaç de recrear les propietats d’un teixit biològic (teixit ossi). 

Aquesta recreació assolida per “Phygital Human Bone” té un gran interès, tant per a assajos controlats com per a estudis experimentals biomecànics, ja que permet la reproducció controlada de l'os humà i l'estudi de diferents escenaris fins ara impossibles d’abordar, tant per qüestions ètiques com legals o de disponibilitat. A més, els resultats del projecte obren noves oportunitats per a la realització d'investigacions més precises en l'àmbit de la medicina i la biomecànica. 

Treball en equip i multidisciplinari 

Més enllà del seu objecte d’estudi i dels seus resultats innovadors, el projecte és rellevant també perquè, per primer cop, ha estat desenvolupat de forma coordinada per estudiants de dos dels quatre campus de la Universitat de Vic - Universitat Central de Catalunya (UVic-UCC): UElisava i UVic. Es tracta, en concret, de quatre estudiants del grau en Enginyeria de Disseny Industrial d’UElisava, Nim Carbonell, Gerard Estrada, Maria Jesús de Pouplana i Pau Daura, i d’una estudiant del grau en Biotecnologia de la UVic, Júlia Guri. Tots ells han treballat conjuntament en els seus respectius treballs fi de grau, combinant així diverses disciplines en un mateix projecte. 

El projecte s’ha portat a terme dins l’àrea de recerca sobre remodelat ossi del grup de recerca en Reparació i Regeneració Tissular (TR2Lab - Tissue Repair and Regeneration Laboratory) de la UVic-UCC, i, el projecte ha estat dirigit pel Dr. Juan Crespo, investigador i professor d’Elisava, i el Dr. Xavier Jordana, investigador i professor de la UAB, tots dos membres del TR2Lab. N’han estat tutors acadèmics el professor Marco Gesualdo, per part d’Elisava, i la Dra. Marta Otero, de la UVic, directora del TR2Lab.  

“Aquest projecte col·laboratiu és un clar exemple del compromís del TR2Lab de fomentar les vocacions científiques dels nostres estudiants de grau a través d’implicar-los en projectes de recerca actius i de promoure el treball en equips multidisciplinaris per abordar reptes complexos en l’àmbit de la reparació i transformació tissular” comenta Marta Otero, coordinadora del TR2Lab. 

Més fiabilitat i precisió en estudis biomèdics 

“Tant el model, que és de gran precisió, com els testos de compressió, han donat resultats molt innovadors, que no hem trobat publicats ni fabricats. D’aquí que tingui tanta rellevància”, explica Juan Crespo. “En el marc del projecte hem desenvolupat un model paramètric digitalitzat d’os humà mitjançant el disseny assistit per algoritmes (AAD) i l’hem materialitzat amb impressores 3D, experimentant amb compòsits desenvolupats dins del projecte. Aquest model phygital ens serveix per estudiar patrons de fractura i comparar-los amb altres fractures produïdes en ossos humans reals, siguin secs o humits, i estudiar així la correlació entre ambdues”.  

“Aquest és només el primer pas”, afegeix Xavier Jordana, codirector del projecte i investigador del TR2Lab. “S’han de millorar aspectes importants, com el tipus de material utilitzat per imprimir els models sintètics, però hem assolit l’objectiu principal: recrear el comportament biomecànic de l’os humà real en la seva propagació de les microfisures i la seva resistència a les fractures”. 

Fer servir models ossis sintètics, segons els responsables del projecte, és fonamental en camps com la biomedicina o la medicina forense per poder fer proves i testos biomecànics, i superar així la dificultat actual per fer aquestes proves en ossos humans reals. 

D’altra banda, apunten que els ossos humans de donants que s’usen habitualment en aquestes proves tenen una variabilitat considerable (per qüestions d’edat, sexe, estat de salut, etc.) i el fet de fer servir models sintètics ajudaria els professionals i investigadors a estandarditzar aquests paràmetres i modificar-los segons les necessitats de cada estudi.