PROGETTAZIONE DI UN DISPOSITIVO PER LA RIPARAZIONE DELLE LESIONI DEI TENDINI EQUINI: MODELLAZIONE, SIMULAZIONI NUMERICHE E TEST MECCANICI = DESIGN OF A DEVICE FOR EQUINE TENDON INJURIES REPAIR: PROTOTYPING, NUMERICAL SIMULATIONS AND MECHANICAL TESTING

Le patologie dei tendini hanno un'ampia rilevanza clinica tra le patologie muscoloscheletriche dei cavalli. Le tendiniti hanno un'elevata incidenza, colpendo soprattutto i tendini degli arti anteriori e in particolare il tendine flessore digitale superficiale (SDFT), che può lavorare vicino ai propri limiti fisiologici. Le soluzioni tradizionali prevedono di ripristinare la continuità nel sito di lesione e promuovere la guarigione tramite l'applicazione di suture. Inoltre, la rigenerazione del tessuto può essere stimolata dall'applicazione di innesti, scaffold, cellule staminali, prodotti del sangue, fattori di crescita. Tuttavia, le suture limitano i carichi trasmessi dai muscoli ai tendini, portando alla rottura delle stesse e/o a formazione di una diastasi tra i monconi troppo grande perché esso diventi sito di guarigione. In aggiunta, le suture possono essere sito di adesione, infezione e danneggiano la vascolarizzazione. Di conseguenza, non si dispone di una soluzione che permetta una guarigione del tessuto ottimale e quindi un ripristino completo della funzionalità del tendine. Il cavallo può non riprendere pienamente l'attività sportiva o la abbandona ed è alto il tasso di re-infortunio. Il progetto T-REM3DIE (Tendon Repair Medical Device) nato al Politecnico di Torino nel 2018 si propone di sviluppare un dispositivo impiantabile biocompatibile e biodegradabile per la riparazione tendinea in ambito medicale. Visti i limiti delle attuali terapie di intervento delle lesioni dei tendini del cavallo, esso si è successivamente esteso all'ambito equino, con la collaborazione del professore Andrea Bertuglia del Dipartimento di Scienze Veterinarie dell'Università di Torino, con l'obiettivo di sviluppare un dispositivo impiantabile biocompatibile e biodegradabile per la riparazione tendinea in ambito veterinario. Tenendo conto del lavoro precedente e delle limitazioni riscontrate sui design preliminari, questo lavoro di tesi si è proposto di ideare nuovi modelli che garantiscono di ripristinare e mantenere il contatto dei due monconi nel sito di lesione, con particolare attenzione ai sistemi di ancoraggio del dispositivo al tendine e alla sua chiusura attorno ad esso. Inoltre, considerando le problematiche legate al comportamento degli ancoraggi al tendine, differenti sistemi di fissaggio sono stati presi in considerazione. Per il raggiungimento dell'obiettivo è stata adoperata una combinazione di strumenti, ovvero, software di modellazione e simulazione FEA (Finite Element Analysis), tecniche di prototipazione rapida quali l’additive manufacturing e macchine per l'esecuzione di test meccanici. Sui modelli CAD realizzati con il software Rhinoceros 3D sono state eseguite delle simulazioni numeriche che emulano il test di trazione uni-assiale del sistema tendine-dispositivo utilizzando il software Ansys e, sulla base dei risultati ottenuti, nei modelli più performanti, ovvero quelli in cui il campo delle tensioni e la diastasi tendinea fossero contenuti, sono stati effettuati dei test sperimentali. I prototipi prodotti per i test sono stati realizzati mediante stampa 3D utilizzando la stampante FORM 3 con tecnologia Low Force Stereolithography (LFS). I modelli più validi hanno mostrato delle problematiche in termini di chiusura del dispositivo e di distacco dal tendine ma richiedono ulteriori valutazioni ed eventuali modifiche prima di proseguire con la progettazione del dispositivo definitivo.