Principale obiettivo del progetto “BioForming” (www.bioforming.it) è rappresentato dalla realizzazione di prototipi di protesi craniali altamente customizzate in lega di Titanio (Ti) per applicazioni biomedicali ottenute tramite processi di formatura non convenzionali, quali la Formatura SuperPlastica (SPF) e la Formatura Incrementale a Singolo Punzone (SPIF). La scelta dello specifico materiale è ricaduta su tre leghe di Titanio (Gr-2, Gr-5 e Gr-23). Le protesi craniali rappresentano una delle soluzioni implantari più comunemente diffuse in ambiente clinico (a seguito di traumi o tumori) e per le quali si richiedono requisiti funzionali ed estetici. Il connubio tra tali requisiti dipende dalla tecnica sia di acquisizione che di ricostruzione della geometria da realizzare, dal materiale selezionato e dal processo produttivo dell’impianto protesico. Partendo dal simulacro di un cranio umano, BioForming, in linea con le attività programmate, ha permesso di mettere a punto e testare una procedura finalizzata alla creazione di protesi (proposte in ambito anche biomedico tramite la partecipazione a specifici convegni). Come mostrato in figura, partendo da un opportuno danneggiamento sul simulacro, la geometria del difetto è stata estratta e quindi riprodotta nel prototipo finale. L’obiettivo della realizzazione di un prototipo protesico con caratteristiche superiori è stato ottenuto grazie all’utilizzo di Modelli agli Elementi Finiti (FEM) dei due processi tecnologici investigati. La modellazione del materiale per le simulazioni numeriche è stata resa possibile grazie ad una estesa attività di caratterizzazione meccanica, che ha permesso la definizione dei modelli costitutivi sia in campo plastico che superplastico  tramite la scelta delle equazioni costitutive maggiormente adatte alle temperature, alle deformazioni e alle velocità di deformazione impiegate per la specifica applicazione. È utile evidenziare che il database dei materiali investigati, essendo comunque valido per qualsiasi ulteriore applicazione, rappresenta un importante avanzamento della conoscenza. Le protesi in Ti-Gr5 e Ti-Gr23 prodotte mediante SPF sono caratterizzate da una elevatissima precisione dimensionale e da un’ottima corrispondenza con la geometria dello stampo; queste protesi presentano quindi un elevatissimo fitting tra protesi e superficie cranica, avendo scostamenti massimi dell’ordine del decimo di millimetro (inferiore all’errore caratterizzante i dati provenienti dalla TAC di partenza, effettuata con un passo di 0.6 mm). L’adozione di un profilo di pressione ottimizzato tramite FEM ha permesso di ottenere una elevata uniformità dello spessore (assottigliamento massimo pari al 40%), con tempi di formatura pari a 115 min per il Ti-Gr23 e a 119 min per il Ti-Gr5. Considerando le spese sostenute per l’acquisto del materiale, i post-trattamenti, l’utilizzo e la predisposizione delle attrezzature necessarie, il costo della protesi SPF è quantificabile in circa 1200 €. Al fine di ridurre i costi, la tecnologia SPF è stata implementata con successo anche adoperando stampi in materiale ceramico usa e getta (tipicamente utilizzato in campo dentale); in questo modo è inoltre possibile realizzare protesi con geometria più complessa, anche con sottosquadri. La tecnica SPIF è stata adoperata per la realizzazione di protesi sia in Ti-Gr2 che in Ti-Gr5, lavorati rispettivamente a temperatura ambiente e a caldo. In tutti i casi, al fine di ridurre lo stato tensionale residuo, è stato eseguito un trattamento di rinvenimento post formatura. Le analisi delle protesi prodotte mediante SPIF hanno evidenziato un livello di precisione dimensionale dell’ordine del mm, non problematico da un punto di vista estetico ed in grado di assicurare comunque l’osseointegrazione. Impiegando una traiettoria dell’utensile ottimizzata tramite FEM e le conoscenze acquisite nel corso del progetto, la protesi è stata realizzata tramite SPIF al massimo in 40 min (nel caso peggiore di formatura a caldo). L’analisi degli spessori ha rivelato la presenza di limitate aree di assottigliamento, al massimo pari al 20%, a favore di uno spessore sostanzialmente inalterato registrato sul profilo di maggiore interesse della protesi. Considerando le spese sostenute per la produzione della singola protesi tramite SPIF, il costo finale, nella variante in temperatura, è stimato in circa 300 €. Al fine di valutare il soddisfacimento dei requisiti di compatibilità biologica e funzionale delle protesi prodotte tramite le due tecniche non convenzionali (SPF e SPIF), queste sono state sottoposte sia a prove di citotossicità (attività 1.2.1) sia a prove di impatto (attività 3.0.6). Il livello di prontezza per le tecnologie investigate nel corso del progetto BioForming, al termine del progetto, si può ritenere pari a TRL 4 (technology validated in lab); le protesi possono quindi essere sottoposte ai controlli necessari al fine di superare l’attuale livello raggiunto (Pre-Clinico) e dare il via ad uno studio clinico.