Cross-linking: risposta elastica corneale a sollecitazioni termiche = Cross-linking: corneal elastic response to thermal stress

Il Cross-Linking del collagene corneale (CXL) è una terapia innovativa utilizzata per trattare le malattie ectasiche della cornea, tra cui il cheratocono (KC). Questa patologia è caratterizzata da una modifica dei parametri elastici e/o da un assottigliamento progressivo del tessuto corneale. Ciò si traduce in un indebolimento strutturale che altera la trasparenza della cornea, compromettendo le capacità visive. Il CXL è una tecnica parachirurgica volta a rafforzare il tessuto corneale. Essa sfrutta le proprietà della Riboflavina (o vitamina B2), una sostanza fotosensibilizzante che, sottoposta all’azione dei raggi ultravioletti UV-A, consente la formazione di legami incrociati tra le fibre corneali, rallentando l’avanzamento del KC. L’obiettivo di questa tesi di laurea magistrale è lo studio della risposta elastica di cornee colpite da cheratocono a seguito del trattamento di cross-linking. Grazie ad un’approfondita ricerca e analisi della geometria e delle caratteristiche biomeccaniche della cornea, si è scelto di valutare la risposta sfruttando i concetti della meccanica strutturale, in modo da poter quantificare la robustezza del tessuto corneale in termini di modulo elastico di Young. Per sviluppare questo modello di analisi, il lavoro di tesi si è concentrato sullo studio fisico-matematico della teoria dei gusci elastici finalizzata alla stima dell’effettivo incremento della rigidità post CXL a livello dello stroma corneale. Il modello meccanico ha permesso l’impiego dei dati geometrici delle cornee cheratoconiche di un campione di pazienti, in cura presso il Dipartimento di Oculistica dell’Azienda Ospedaliera Nazionale SS. Antonio e Biagio e Cesare Arrigo di Alessandria. I dati sono stati acquisiti direttamente dalle mappe topografiche risultanti dall’esame di topografia corneale, svolto sia precedentemente che successivamente al Cross-Linking del collagene corneale. Nell’elaborato è stato effettuato sia un confronto delle rigidezze corneali prima e dopo il trattamento, in termini di modulo elastico; sia una comparazione di natura statistica con i dati presenti in letteratura relativi a prove sperimentali in vitro. Quest’ultima ha avuto lo scopo di confermare la validità del modello meccanico applicato e dei risultati delle simulazioni analitico-numeriche. Inoltre, si è anche sviluppato un approccio termofisico derivante dai risultati dello studio biomeccanico svolto, valutando il lavoro compiuto dal tessuto corneale come variazione delle condizioni elastiche prima e dopo il trattamento parachirurgico. Dai risultati ottenuti è possibile affermare che, per tutti i campioni di cornea considerati, il Cross-Linking, eseguito secondo il protocollo vigente, ha portato ad un efficiente rafforzamento dello stroma corneale.