Onde d'urto e cavitazione in ambito biomedico-farmaceutico = Shock waves and cavitation in the biomedical-pharmaceutical field

A lungo il nome delle onde d'urto è stato sinonimo della cura elettiva delle calcolosi renali, mediante litotrissia (ESWL, Extracorporeal Shock Wave Lithotripsy). Alla fine degli anni '80, partendo da rilievi occasionali, l'approfondimento degli studi sulla metodica ha portato alla nascita di un nuovo campo d'applicazione. E' quello dell'ESWT, in altre parole dell'Extracorporeal Shock Waves Therapy, che ha dimostrato la propria efficacia soprattutto in ambito osteoarticolare e muscolo-tendineo. Un'onda d'urto è definita come un'onda acustica sul cui fronte di avanzamento la pressione si eleva, nel volgere di frazioni di nanosecondi (10-9 secondi), dal livello della pressione atmosferica (1,01 -1,02 Bar) sino a valori compresi fra 10 e 100 MegaPascal (1 Mpa = 10 Bar), cioè, sino a 100-1000 volte la pressione atmosferica. In questo progetto di tesi, in particolare, dopo aver descritto approfonditamente il processo di cavitazione acustica, le onde d’urto sono state associate a bolle di dimensioni nanometriche, le quali, visto il loro crescente impiego in campo biomedico possono essere pensate come innovativi sistemi di somministrazione di farmaci decisamente più efficienti di quelli tradizionali. Progettare e creare nanobolle stabili, tuttavia, è un procedimento critico ed impegnativo, per il quale occorre prendere in considerazione diversi parametri, primi fra tutti la tensione interfacciale e la pressione di Laplace, oltre alle strutture delle fase dispersa e della fase continua. Si è quindi realizzato un modello termodinamico attraverso il quale riuscire a prevedere, con sufficiente accuratezza, il comportamento della bolla trattata con un generatore di ESW, in termini di raggio finale. I dati sperimentali sembrano incoraggianti e nonostante le importanti assunzioni il modello realizzato sembra funzionare. 
Questa tesi, pertanto, ha assunto un duplice valore: da un lato si è validato il modello creato, cercando corrispondenza tra i valori teorici previsti dal modello ed i valori reali rilevati con gli esperimenti, e, dall’altro lato, si è provato a spiegare, attraverso il modello, la diversità dei risultati ottenuti a partire da formulazioni di nanobolle diverse, nell’ottica di individuare quella migliore a seconda dell’applicazione desiderata.