Il panorama della scienza dei materiali applicata alla medicina ortopedica sta attraversando una fase di trasformazione radicale, spinta dalla necessità di coniugare prestazioni biomeccaniche d’eccellenza con un livello sempre più elevato di personalizzazione del dispositivo.
In questo contesto, il SEBS emerge come soluzione tecnica di riferimento per la realizzazione di componenti critici nei sistemi per piede protesico ad alte prestazioni.
La sigla SEBS indica lo Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene, un elastomero termoplastico appartenente alla famiglia dei copolimeri stirenici a blocchi.
Corti Srl produce in SEBS i cunei ammortizzanti del piede protesico ROADWALKINGIIHP di Roadrunnerfoot Engineering, azienda italiana specializzata nello sviluppo di dispositivi ortopedici avanzati. Si tratta di un componente piccolo e quasi invisibile, capace di incidere in modo determinante sulla qualità del passo di chi utilizza la protesi.
In questo articolo approfondiremo il caso d’uso concreto: perché il SEBS è il materiale ideale per i cunei del piede protesico, come vengono realizzati i cunei tramite stampaggio a iniezione e quali benefici apportano all’utente finale.
Perché il materiale fa la differenza in un piede protesico ad alte prestazioni
Un piede protesico non è un oggetto statico. Durante il ciclo del passo, i suoi componenti vengono sottoposti a migliaia di sollecitazioni cicliche, tra cui compressione al contatto del tallone, torsione nella fase di appoggio e spinta nella fase propulsiva.
In questo contesto, la selezione del materiale più adatto ai componenti ammortizzanti non è secondaria, ma determinante per garantire una risposta meccanica affidabile, stabile e duratura.
SEBS come materiale protesico: dalla chimica alla performance sul campo
Il SEBS è un elastomero termoplastico a blocchi (TPE-S). I segmenti di stirene garantiscono rigidità e resistenza meccanica, i blocchi di etilene-butilene conferiscono elasticità e flessibilità.
Il risultato è un materiale che si comporta come una gomma vulcanizzata a temperatura ambiente, pur mantenendo la processabilità tipica delle materie plastiche, un vantaggio fondamentale per lo stampaggio a iniezione.
Ogni proprietà fisica del materiale è studiata per rispondere a specifiche necessità dell’applicazione ortopedica, come spiegato nella tabella seguente.
| Proprietà | Caratteristica tecnica | Rilevanza per il cuneo protesico |
|---|---|---|
| Struttura molecolare a blocchi | Copolimero TPE-S (Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene) |
Equilibrio ottimale tra rigidità e ritorno elastico durante il passo |
| Durezza Shore variabile | Soft-hard modulabile in base alla mescola | Calibrazione in funzione del peso corporeo |
| Basso compression set | Minima deformazione permanente sotto carichi ciclici ripetuti | Prestazioni elastiche costanti nel tempo |
| Stabilità termica (-50°C / +125°C) | Proprietà meccaniche stabili su ampio range termico | Utilizzo in condizioni estreme |
| Formulazione oil-free | Assenza di oli plastificanti migranti | Aderenza stabile ai laminati nel sistema protesico e integrità strutturale |
| Biocompatibilità | Assenza di PVC, lattice, ftalati. Conforme ISO 13485 |
Nessun rischio allergico, idoneo al contatto prolungato con l’utente |
Le sue proprietà rendono lo rendono adatto anche a scenari complessi, come quelli dei XIV Giochi Paralimpici Invernali di Milano Cortina 2026, dove basse temperature, alte velocità e rapidi cambi di pendenza mettono a dura prova le prestazioni dei componenti protesici.
Il confronto con i materiali elastomerici tradizionali evidenza ulteriormente i suoi vantaggi. Il PVC, ad esempio, richiede l’aggiunta di plastificanti per raggiungere la flessibilità necessaria. Tra questi sono spesso presenti ftalati, sostanze che nel tempo migrano verso le superfici di contatto. Il lattice, pur offrendo una buona elasticità iniziale, presenta altri limiti: oltre al rischio di reazioni allergiche, tende a degradarsi più rapidamente sotto stress meccanici ciclici.
Il SEBS supera questi i limiti grazie alla sua struttura molecolare, che garantisce affidabilità, prestazioni costanti e sicurezza nel tempo.
Nei paragrafi successivi approfondiremo come, modulando la durezza del materiale, sia possibile ottimizzare comfort, performance e benessere dell’utente.
🔗 Approfondimento: per una panoramica completa delle caratteristiche tecniche del SEBS, può consultare il nostro articolo Alla scoperta del SEBS: caratteristiche tecniche e applicazioni
Confronto tra SEBS, EVA e TPU: quale materiale per un cuneo protesico
Dopo aver analizzato i vantaggi del SEBS rispetto ai materiali tradizionali, la tabella seguente confronta le sue prestazioni con due materiali moderni utilizzati per componenti ammortizzanti: EVA (etilene vinil acetato) e TPU (poliuretano termoplastico).
| Caratteristica | EVA | TPU | SEBS |
|---|---|---|---|
| Compression set | Alto: tende al collasso sotto carichi ciclici | Basso: buona resilienza nel tempo | Molto basso: risposta elastica costante |
| Stabilità termica | Limitata: proprietà ridotte a basse temperature | Buona, ma si irrigidisce sotto 0°C | Ottima da -50°C a +125°C senza variazioni significative |
| Biocompatibilità | Buona, ma spesso con additivi chimici | Ottima | Ottima: oil-free e assenza di ftalati e lattice |
| Personalizzazione durezza | Limitata | Buona | Elevata: formulazione soft/hard |
| Processabilità | Buona | Buona | Ottima per stampaggio a iniezione |
| Idoneità protesica sportiva | Parziale | Buona ma limitata in climi freddi | Ottimale per tutte le condizioni |
Il SEBS si conferma una soluzione particolarmente equilibrata, perché combina una resilienza superiore rispetto all’EVA con una maggiore stabilità termica rispetto al TPU.
Anche sotto il profilo della sostenibilità di processo, rappresenta spesso una scelta vantaggiosa: tutti e tre i materiali sono termoplastici e quindi, in linea teorica, riciclabili, ma nelle applicazioni reali il recupero di EVA e TPU può risultare più complesso in funzione della struttura del materiale e del processo produttivo. Il SEBS, invece, si presta più facilmente alla rifusione e al riutilizzo, contribuendo a ridurre gli sprechi di produzione.
Il piede protesico e il ruolo del cuneo in SEBS
Il ROADWALKINGIIHP è un piede protesico di livello K4, progettato per utenti ad alta mobilità. La struttura del dispositivo combina quattro laminati in fibra di carbonio, prodotti con cicli in autoclave di derivazione aeronautica, e tre punti di appoggio al suolo.
Questa configurazione, unica nel suo genere, consente di raggiungere un’efficienza energetica fino al 70% in alcune configurazioni del cuneo, tra i valori più elevati registrati per questa categoria di protesi.
All’interno di questa architettura, i cunei ammortizzanti prodotti da Corti Srl in SEBS svolgono una funzione biomeccanica fondamentale: assorbire l’urto durante il contatto del tallone (heel strike) e restituire energia in modo controllato durante la fase propulsiva.
La capacità del SEBS di disperdere l’energia cinetica e restituirla gradualmente consente di ridurre lo stress sulle articolazioni residue dell’utente e, allo stesso tempo, di massimizzare il ritorno elastico dei laminati in fibra di carbonio.
In assenza di un cuneo ammortizzante con proprietà adeguate, anche il miglior laminato in carbonio non sarebbe in grado di esprimere pienamente il suo potenziale.
In questo senso, il cuneo in SEBS rappresenta il punto di collegamento tra la biomeccanica dell’utente e la tecnologia del dispositivo, contribuendo a trasformare le prestazioni dei materiali in un movimento efficiente, stabile e naturale.
Cuneo morbido o cuneo duro: la personalizzazione per peso del paziente
Uno degli elementi più innovativi del sistema del piede protesico è la disponibilità di due versioni del cuneo in SEBS: il wedge soft (cuneo morbido) e il wedge hard (cuneo duro).
La selezione del cuneo è calibrata sul peso dell’utente, con l’obiettivo di garantire una risposta meccanica costante e ottimale, indipendentemente dalla corporatura.
| Caratteristica | Wedge soft | Wedge hard |
|---|---|---|
| Utente ideale | Peso corporeo inferiore | Peso corporeo superiore |
| Risposta al carico | Ammortizzazione morbida e progressiva | Maggiore resistenza alla compressione |
| Funzione biomeccanica | Assorbe efficacemente gli urti con carichi leggeri | Mantiene stabilità e forma del passo evitando la compressione eccessiva del cuneo |
| Efficienza energetica | Ottimizzata per restituire energia con carichi leggeri | Mantiene fino al 70% di efficienza anche con carichi maggiori |
| Impatto sulla salute | Riduce lo stress articolare e protegge la schiena | Previene asimmetrie del passo |
È importante notare come la personalizzazione del cuneo non influisca soltanto sulla performance sportiva, in quanto una protesi che non compensa correttamente le differenze di peso può causare asimmetrie nella camminata, problemi posturali e dolore cronico alla schiena.
L’ottimizzazione del sistema laminato in fibra di carbonio – cuneo in SEBS consente di ottenere una curva di carico-deflessione che riproduce fedelmente la funzione fisiologica del complesso piede-caviglia umano, proteggendo l’arto sano dal sovraccarico degenerativo nel lungo periodo.
Come Corti Srl produce i cunei in SEBS: stampaggio a iniezione
La produzione dei cunei in SEBS avviene tramite stampaggio a iniezione. Nel caso specifico, il flusso produttivo prevede:
- Modellazione CAD della geometria del cuneo, ottimizzata in base ai vettori di forza del ciclo del passo analizzati da Roadrunnerfoot tramite Gait Analysis.
- Preparazione del materiale con deumidificazione dei granuli di SEBS, con parametri regolati per prevenire difetti strutturali.
- Iniezione a temperatura controllata tra i 160 °C e i 220 °C, con parametri calibrati per garantire omogeneità del materiale.
- Raffreddamento controllato per evitare tensioni interne e deformazioni post-estrazione.
- Sbavatura manuale e controllo qualità finale, con verifiche specifiche sulle tolleranze critiche per la biomeccanica del passo.
Infine, l’impiego dei sistemi Industria 4.0 consente di monitorare costantemente i parametri di lavorazione del cuneo, assicurando uniformità elastica, ripetibilità dei lotti e qualità ottimale per la biomeccanica del passo. In un’applicazione che influisce direttamente sulla qualità della vita dell’utente, questo livello di controllo rappresenta un requisito imprescindibile.
🔗 Approfondimento: per una panoramica completa delle nostre lavorazioni, può consultare la pagina Scopri tutte le lavorazioni di Corti Srl
Un caso d’uso che apre nuovi scenari: dove si può applicare lo stesso approccio
Questo progetto dimostra come il SEBS rappresenti una soluzione ingegneristica concreta per applicazioni che richiedono stabilità nel tempo, assenza di migrazione degli additivi e risposta meccanica prevedibile. Corti Srl lavora il SEBS in contesti molto diversi tra loro.
La formulazione oil-free, ad esempio, non garantisce solo l’aderenza tra il cuneo protesico e il laminato in carbonio: trova impiego anche nella produzione di piedini per mobili destinati a superfici delicate, come parquet non trattati, moquette e tappeti chiari. In questi contesti, l’assenza di plastificanti migranti assicura che non vengano rilasciati aloni, residui o macchie nel tempo, offrendo una protezione che nessun trattamento superficiale aggiuntivo può offrire.
Ulteriori esempi applicativi includono:
- Guarnizioni e componenti flessibili per dispositivi medici e parafarmaceutici
- Elementi ammortizzanti per attrezzatura sportiva professionale
- Componenti grip ed ergonomici per strumentazione chirurgica e riabilitativa
- Piedini e supporti antigraffio per arredamento, pavimentazioni delicate e superfici non trattate
- Rivestimenti protettivi in ambito automotive ed elettronico dove la stabilità termica è critica
Per valutare soluzioni su misura in SEBS, la invitiamo a contattarci. Il nostro team tecnico è a disposizione per supportarla nella scelta e nello sviluppo della soluzione più adatta alle sue esigenze.
Articolo a cura dell’Ufficio Tecnico di Corti Srl
FAQ
Cos’è il SEBS e perché viene usato nei piedi protesici?
Il SEBS è un elastomero termoplastico biocompatibile che mantiene elasticità e forma costanti anche dopo migliaia di cicli di utilizzo, rendendolo ideale per i componenti ammortizzanti dei piedi protesici. La sua struttura a blocchi stirenici garantisce stabilità termica da -50°C a +125°C e assenza totale di ftalati e lattice. Queste proprietà sono fondamentali per dispositivi a contatto prolungato con il corpo e che devono mantenere prestazioni affidabili anche in condizioni climatiche estreme.
Qual è la differenza tra cuneo morbido e cuneo duro in SEBS?
Il cuneo morbido viene utilizzato per utenti più leggeri, il cuneo duro per utenti più pesanti. La scelta è tecnica e non soggettiva, perché determina la salute delle articolazioni e la qualità del passo nel tempo. Un cuneo non adeguato al peso del paziente può causare dolore cronico alla schiena e problemi articolari se è troppo morbido, oppure asimmetrie nella camminata se è troppo duro.
Perché il SEBS è migliore dell’EVA o del TPU per un cuneo protesico?
Il SEBS combina i vantaggi che EVA e TPU offrono separatamente: resilienza superiore all’EVA e stabilità termica superiore al TPU, con la possibilità di essere formulato in diverse durezze a seconda delle esigenze del singolo utente. L’EVA tende a collassare sotto carichi ciclici prolungati, mentre il TPU si irrigidisce a temperature sotto lo zero; il SEBS supera entrambi questi limiti grazie alla sua costruzione molecolare.
Il SEBS è sicuro per applicazioni a contatto con il corpo?
Sì. Il SEBS è intrinsecamente biocompatibile, privo di PVC, lattice e ftalati. Inoltre, la formulazione oil-free utilizzata da Corti Srl elimina qualsiasi rischio di migrazione di plastificanti verso le superfici a contatto con il corpo, garantendo stabilità chimica nel lungo periodo.
Come viene prodotto un cuneo in SEBS da Corti Srl?
Corti Srl produce i cunei tramite stampaggio a iniezione. La lavorazione parte dalla modellazione CAD, prosegue con la preparazione e deumidificazione dei granuli, l’iniezione a temperature controllate (160–220°C) e il controllo qualità finale con tolleranze millimetriche. Ogni lotto è monitorato con sistemi Industria 4.0 per garantire ripetibilità, tracciabilità completa e qualità ottimale.
Il SEBS viene usato solo in ambito protesico?
No. Grazie alle sue proprietà, il SEBS è utile in molti altri contesti. Corti Srl lo impiega, ad esempio, per piedini per mobili in formulazione oil-free, dove l’assenza di plastificanti impedisce la formazione di aloni su parquet non trattati, moquette e tappeti chiari. Altre applicazioni comprendono guarnizioni medicali, componenti ammortizzanti per attrezzature sportive e rivestimenti protettivi in ambito automotive.
