Analisi dell’influenza della densità di maglia sulle proprietà morfologiche e meccaniche di mesh chirurgiche in polipropilene = Analysis of the Influence of Mesh Knitting Density on the Morphological and Mechanical Properties of Polypropylene Surgical Meshes

L’ernia addominale è un problema clinico molto diffuso. La sua riparazione avviene oggi principalmente mediante l’uso di mesh chirurgiche sintetiche, dispositivi tessili impiantabili che forniscono supporto meccanico alla zona indebolita. Nonostante l’ampio utilizzo, non esiste ancora una mesh ideale che soddisfi le varie esigenze cliniche e prevenga le complicanze post-operatorie, a causa della complessità della parete addominale e dell’elevata variabilità dei pazienti. La performance di una mesh è fortemente influenzata dai parametri scelti in fase di produzione, in quanto definiscono la struttura finale del dispositivo stesso. Osservando in letteratura una correlazione tra le proprietà principali della mesh e la sua densità, nel presente lavoro di tesi si è voluto indagare l’effetto della densità della maglia nelle direzioni delle file (course per centimeter, CPC) sulle proprietà morfologiche e meccaniche, cruciali per valutare la mesh prima e dopo l’impianto. A partire da due mesh commerciali in polipropilene, il gruppo di ricerca ha prodotto nuove configurazioni impostando diversi valori di CPC nella macchina di tessitura dell’Istituto di Tecnologia Tessile dell’università RWTH ad Aquisgrana. L’analisi morfologica comprende il calcolo del peso e delle porosità tessile ed effettiva, ottenute tramite la procedura proposta da Giacalone et al. (2023). Per la valutazione meccanica, seguendo il protocollo di Civilini et al. (2023), sono state condotte tre prove statiche: (1) trazione uniassiale, che ha permesso di ricavare i parametri meccanici di base, quali rigidezza, resistenza a rottura, deformazione relativa e anisotropia, utili per confrontare le prestazioni dei diversi dispositivi (2) ball burst, che ha fornito i parametri di tensione superficiale membranale e deformazione dilatativa, (3) ritenzione alla sutura, che ha determinato la forza massima sostenibile dalla mesh in presenza di un punto di sutura, fornendo indicazioni sulla stabilità dell’impianto. Sono state considerate cinque repliche per ciascuna configurazione, relativamente a ogni test eseguito, al fine di svolgere un’analisi statistica approfondita e comprendere se l’influenza del CPC associata a ciascun parametro estratto fosse significativa. In particolare, i confronti tra gruppi di mesh con diversi valori di CPC sono stati condotti tramite test statistici (i.e, test di Student, ANOVA a una via e successivi test post-hoc), con un livello di significatività pari al 5%. Si evince che un aumento di CPC incide significativamente sulla porosità tessile di tutte le mesh esaminate (p-value << 0.05 per entrambe le tipologie tessili) con un andamento di proporzionalità decrescente, riducendo lo spazio libero tra i filamenti e quindi l’integrazione della mesh con il tessuto. La capacità di deformazione dilatativa risulta dipendente sia dal CPC sia dal tipo di intreccio testato, mostrando diverse tendenze nell’influenza di tale parametro. Indipendentemente dal CPC, invece, ogni mesh presenta un grado di anisotropia superiore a 0.5, con resistenza a rottura maggiore nella direzione longitudinale di lavorazione (35-55 N/cm) rispetto alla trasversale (5-20 N/cm). Nel complesso, i risultati ottenuti evidenziano l’importanza di analizzare in modo sistematico i parametri di processo e di quantificarne l’influenza sulle principali proprietà delle mesh, per una progettazione più consapevole con l’obiettivo di ottenere dispositivi più biocompatibili e performanti tramite la modulazione controllata di queste variabili.