Biografia Schmidl nacque nel 1932 da una famiglia benestante di origini viennesi e con una lunga tradizione nel campo della protesica: i capostipiti della famiglia, Georg, Hans, Heinrich e Bernhard Schmidl, avevano infatti prodotto alcune protesi per l’esercito asburgico e per questo merito l’imperatore Rodolfo II li aveva insigniti del titolo di Conti del Sacro Romano Impero. Almeno dal 1778, inoltre, la famiglia Schimdl era proprietaria di un istituto ortopedico con annessa officina a loro nome. Nel 1915 l’azienda si spostò da Vienna a Graz e questo fu il motivo per il quale il piccolo Hannes (com’era affettuosamente chiamato in famiglia) venne al mondo in questa città anziché nella capitale austriaca: a Graz l’azienda conoscerà una breve ma intensa crescita, con l’apertura di alcune filiali e l’ampliamento delle unità produttive, che verrà però interrotto dai bombardamenti e dalla devastazione della Seconda Guerra Mondiale.Leonardo Arrighi, Johannes Schmidl: oltre la disabilità, INAIL, Budrio, 2015, pp. 23-24
Raggiunta la licenza ginnasiale nel 1950, Hannes si iscrisse alla Scuola per Tecnici Ortopedici di Graz, deciso a continuare l’attività di famiglia. Nel 1955, dopo la morte del padre Friedrich, divenne direttore della Schmidl & Sohne OHG (la quale aveva intanto mutato nome in Friedrich Schmidl OHG) e cercò di rimodernare l’azienda, ad esempio attraverso l’adozione della tecnica a resina da fusione per la produzione protesica: a questo fine visitò diversi centri di ricerca all’avanguardia, tra cui quello di Tobelbad, dove conobbe il dottor Georg Neubauer, all’epoca direttore del Centro di Riabilitazione dell’Allgemeine Unfallversicherungsanstalt (AUVA).
Il contatto con l’INAIL e il Centro Ricerche di Budrio Nel 1956 Schmidl si recò presso l’ospedale di Stoke Mandeville (UK), dove operava il celebre professor Ludwig Guttmann e dove dal 1952 si tenevano annualmente i Giochi per Paraplegici (antesignani dei moderni Giochi paralimpici). Qui il tecnico austriaco entrò in contatto con la delegazione sportiva italiana e con l’INAIL, patrona e organizzatrice della squadra tricolore: attraverso la persona del commendator Martini, viene offerta ad Hannes la possibilità di recarsi in Italia come consulente esterno del nascente Centro Paraplegici di Ostia, la cui fondazione e apertura era prevista per l’anno successivo sotto la direzione di Antonio Maglio. Schmidl accettò e per sei mesi collaborò con il Centro di Ostia, senza per questo rinunciare a compiere altre visite e avanzamenti di carriera altrove (nello stesso anno visitò le cliniche ortopediche di Munster, Heidelberg, Londra e nel 1958, rientrato in Austria, conseguì il Master Degree in Ortopedia Tecnica). Terminato il lavoro di Ostia, però, l’INAIL gli propose di seguire la fondazione delle nuove officine ortopediche dell’istituto a Vigorso di Budrio (BO), incarico che egli accettò e che avrebbe segnato la vera svolta della sua carriera. I lavori iniziarono nel febbraio del 1959: il centro di ricerca venne costruito sull’ex sanatorio di Budrio, voluto nel 1906 dal medico locale Ettore Zanardi e venduto all’INFAIL (predecessore dell’INAIL) nel 1943. Le attività delle officine cominciano il 1 aprile 1960, mentre l’inaugurazione ufficiale avviene il 19 marzo 1961 alla presenza delle istituzioni locali e del ministro del lavoro del governo Fanfani e futuro segretario nazionale della Democrazia Cristiana, Benigno Zaccagnini. Schmidl viene invece nominato Direttore Tecnico delle Officine (carica che manterrà per quasi tutta la sua carriera a Budrio) e nel 1963 inaugura il Reparto Ricerca per lo Sviluppo della Tecnica Protesica, dove inizierà le sperimentazioni per il raggiungimento della protesi mioelettrica. A questo fine Schmidl costituì un team di ricerca di circa 12 persone reclutate tra le maestranze del luogo, al cui vertice si pose insieme al dottor Franco Zarotti, medico ortopedico dell’Istituto Rizzoli di Bologna. La particolarità del team di ricerca messo a punto a Budrio fu l’assoluta mancanza di preparazione tecnico-ortopedica pregressa dei suoi componenti (fatta eccezione per Schmidl e Zarotti): il Direttore Tecnico si recava presso botteghe e fabbriche locali ad osservare il lavoro di tornitori e altri artigiani locali, reclutando poi coloro nei quali riconosceva ottime abilità tecniche da poter migliorare con una formazione specifica di cui si incaricava Schmidl stesso all’interno del Centro.
Lo sviluppo della protesi mioelettrica
Già dalla metà degli anni ’50 la comunità scientifica internazionale aveva delineato la possibilità di sviluppare protesi mioelettriche, ovvero capaci di sfruttare gli impulsi elettrici muscolari per replicare il movimento degli arti umani su protesi. Il primo studio teorico fu quello degli inglesi Battye, Nightingale e Whillis,- Battye C.K., Nightingale A., Whillis J., The use of Myoelctirc currents in the operation of prosthesis, in “The Journal of Bone & Joint Surgery”, 37-B, 1955, pp. 506-510. ai quali seguirono numerosi studi e prototipi nel decennio successivo. Nel 1960 fu di particolare risalto la protesi mioelettrica presentata dall’Istituto di Ricerche di Mosca, progettata e realizzata nell’arco di tre anni da un team di ingegneri guidati da Alexander Kobrinskj;Il prototipo sovietico fu presentato per la prima volta in una conferenza a Mosca neò 1960 ed era stata anticipata negli anni precedenti da alcune pubblicazioni progettuali, quali Kobrinskj A.E., A bioelectric control system, Doklady Akademii Nauk SSSR, 117, N.1, 1957 e A.E. Kobrinski, S.V. Bolkhovitin, L.M. Voskoboinikova, D.M. Ioffe, E.P. Polyan, B.P. Popov, Ya. L. Slavutski, A. Ya. Sysin, Ya. S. Yakobson, Problems of bioelectric control, IFAC Proceedings Volumes, Volume 1, Issue 1, 1960, Pages 629-633, ISSN 1474-6670, https://doi.org/10.1016/S1474-6670(17)70141-3. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1474667017701413) a questo progetto fece seguito quello realizzato dall’Istituto Pupin di Belgrado, presentato nel 1964 al Congresso SIOT di Venezia.in verità il modello yugoslavo fu presentato in veste progettuale già nella conferenza di Mosca, ma il suo sviluppo richiese altri quattro anni e il primo prototipo funzionante fu pronto solo per il congresso SIOT di Venezia, cfr. R. Tomovich, Human hand as feedback system, 1° IFAC, Congress Moscow 1960, pp. 624-628, Butterworth publ. London e A new model of Belgrade hand, 3° International Symposium On External Control of Human Extremities, Dubrovnik, 1969. Schmidl ebbe modo di visionare entrambi i prototipi nella medesima occasione e agli inizi del 1964 si recò insieme a Zarotti a Mosca e poi a Belgrado per studiare nel dettaglio i due modelli. Il prototipo jugoslavo era cibernetico e pertanto basato su un grande lavoro di programmazione, che dati i limitati mezzi di calcolo dell’epoca richiedeva grandi apparati tecnici di supporto e restituiva i movimenti artificiali con estrema lentezza; quello sovietico, invece, riusciva nell’obiettivo di amplificare l’impulso elettrico muscolare fino al voltaggio necessario per produrre un movimento della protesil’impulso elettrico del muscolo è pari a un valore variabile tra +30 o +40 mV partendo da un potenziale di riposo di circa -70 mV; mentre per muovere un arto meccanico è necessario che il segnale muscolare sia amplificato fino a 50.000 / 100.000 volte, portando i pochi microvolt iniziali a un range di 1,5 - 5 Volt , ma anche in questo caso la strumentazione necessaria era estremamente ingombrante e di non facile utilizzo a livello commerciale. Il problema che si poneva, quindi, per ottenere una protesi mioelettrica effettivamente utilizzabile era di miniaturizzazione delle componenti elettroniche, senza perdita di potenza e di funzionalità. La soluzione a questo ostacolo fu offerta dal tecnico elettronico Nicola Zagnoni, aggregato al team di ricerca di Budrio a seguito di un’indicazione fornita dal professor Riva dell’Istituto di fisiologia umana di Bologna . Zagnoni riuscì infatti a costruire un circuito elettronico capace di conservare la potenzialità necessarie a sfruttare l’impulso elettrico muscolare ma, allo stesso tempo, abbastanza ridotto da poter essere introdotto in un amplificatore applicabile sul corpo del paziente. Il 20 aprile 1965, dunque, avvenne la presentazione pubblica del primo prototipo completo di protesi mioelettrica, applicato per l’occasione al corpo privo di arto superiore di un membro del team. Alla presentazione erano presenti il ministro della sanità Luigi Mariotti, il presidente dell’INAIL on. Sansone e altre autorità locali, insieme a delegazioni stampa e RAI.
Diffusione e oblio dell’impresa di Budrio
Nell’immediato la protesi sviluppata presso le Officine di Budrio ebbe un grande successo. Nel corso del solo 1965, il team guidato da Schmidl fu invitato a presentare la propria invenzione in numerose conferenze internazionali, tra i quali il II° Seminario per la Riabilitazione degli Invalidi a Oxford (3-10 luglio 1965) e il congresso AOPA di Colorado Springs (1-15 settembre 1965). In queste occasioni riceve il riconoscimento e il plauso di gran parte dei colleghi dediti alla ricerca sul mioelettrico, quali i professori Mackenzie, Wilson, Mclautin, Trueta, Vosinkoinova, Zotovich e Bottoley, quest’ultimo direttore del centro di ricerche elettriche di Roehampton di Londra e autore dello studio ispiratore del modello budriese, ovvero Working model of myoelectric control system. L’anno dopo, Schmidl ricevette nel corso del X Congresso Mondiale della Società Internazionale degli Invalidi, insieme ai suoi compagni di ricerca, il Bell Grave Memorial Award, il più prestigioso premio in ambito internazionale per la tecnica ortopedica.
Nello stesso anno, l'INAIL decise di donare i brevetti della protesi mioelettrica alla Comunità Economica Europea (CEE), in modo da poter abbattere il costo di produzione delle protesi e incentivare la loro diffusione sul territorio europeo. Ciò favorì, nel 1967, la nomina di Schmidl a membro della Commissione CEE per lo sviluppo delle protesi, mentre nello stesso anno il tecnico ortopedico apriva anche il primo congresso nazionale della FIOTO (Federazione Italiana degli Operatori Tecnici Ortopedici), da lui fondata. Nel 1971 viene incluso, sempre dalla Comunità Europea, nella Commissione per l'armonizzazione e la standardizzazione dei componenti protesici; nel 1972 l'Università di New York gli conferisce l'ambito riconoscimento di Horowitz Professor e due anni dopo, nel 1974, l'Associazione Italiana di Ortopedia Tecnica gli conferisce il titolo di Gran Maestro. I successi non si fermano: nel 1975 arriva per Schmidl la nomina a Commendatore della Repubblica Italiana e nel 1978 gli viene conferita la prestigiossisima Heine Hessing Medaille da parte della Associazione Federale Tedesca delle Corporazioni per la Tecnologia Ortopedica (Bundesinnungsverband für Orthopädie-Technik, BIV-OT). Corroborato da tutti questi riconoscimenti, il tecnico austriaco si impegnò alacramente per far evolvere la propria ricerca verso nuovi sviluppi: nel 1970 studiò un modello protesi branchiale con comando mioelettrico multicanale e uno dotato di funzione sensitiva, puntando esplicitamente a ottenere un passaggio dal principio mioelettrico a quello neuronale. Verso la fine degli anni '70, tuttavia, l'attenzione intorno alla protesi mioelettrica INAIL calò in modo progressivo: gli avanzamenti prodotti contemporaneamente dai centri di ricerca inglesi e americani superano il modello prodotto nel 1965 e lo sostituirono nel dibattito della ricerca internazionale, segnando una fase di "oblio" dell'impresa di Budrio.
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