Implementazione di modelli numerici per la descrizione del comportamento meccanico non lineare di tendini e una miscela polimerica Test di rilassamento e Analisi FE di tecniche di riparazione tendinee innovative = Development of numerical models for the nonlinear mechanical characterization of tendons and polymeric blend Relaxation test and analysis FE of innovative tendon repair techniques

Le lesioni tendinee presentano oggi un problema clinico rilevante che porta allo studio di tecnologie innovative di riparazione tendinea sempre più ottimali. Come alternativa alle tradizionali tecniche di sutura, è stato sviluppato un dispositivo sutureless ed impiantabile T-REM3DIE (Tendon Repair MEdical DevIcE) con un materiale polimerico a base di P(L/DL)LA/PLCL biocompatibile e bioriassorbibile. L’obbiettivo della tesi è lo studio del comportamento meccanico non lineare della miscela polimerica in questione e dei tessuti biologici mediante modelli numerici e l’applicazione degli stessi per analisi agli elementi finiti. In particolare, sono stati testati la miscela polimerica a base di P(L/DL)LA/PLCL e tre tipi di tendini equini: l’estensore digitale comune (ECDT), il flessore digitale profondo (DDFT) ed il flessore digitale superficiale (SDFT), per i quali erano disponibili campioni sperimentali. Per tutti i campioni della miscela polimerica e per i tendini testati è stato studiato il comportamento viscoelastico eseguendo dei test di rilassamento. Inoltre, per il tendine estensore digitale comune equino è stato studiato anche il comportamento iperelastico eseguendo un test a trazione. Per la miscela polimerica, il test di rilassamento è stato effettuato su un provino ad osso di cane 5A, seguendo la norma UNI EN ISO 527, eseguendo dei test di trazione uniassiale fino al raggiungimento del 3%, 6% e 8% di deformazione, seguiti da un rilassamento a deformazione costante per un tempo di 300 s. Per i tessuti tendinei si è effettuato il medesimo test considerando il 3% e il 6% di deformazione. Dai dati sperimentali si sono ricavate le curve dello stress nel tempo a cui sono stati applicati dei modelli numerici. Per il materiale polimerico è stato implementato il modello di Maxwell mentre per i materiali biologici il modello di Maxwell e il modello quasi lineare viscoelastico (QLV). I parametri dei modelli sono stati ricavati applicando un algoritmo di fitting tramite il software MATLAB. Per verificare l’efficacia del fitting del modello di Maxwell, per la miscela polimerica e per il tendine estensore digitale comune sono state effettuate delle simulazioni utilizzando il metodo degli elementi finiti (FEM) tramite il software ANSYS. Con il software RHINOCEROS sono state create le geometrie del provino e del tendine equino. In seguito, i parametri ottenuti sono stati inseriti su ANSYS e si sono simulate le condizioni del test di rilassamento sperimentale. La simulazione agli elementi finiti ha restituito i valori numerici di forza nel tempo che sono stati confrontati con i dati sperimentali. Infine, tramite analisi FE si è messa a confronto la tecnica di sutura tradizionale Kessler, con filo in 3/0 polydioxanone e 2/0 prolene, con il dispositivo T-REM3DIE.