Ricostruzione della geometria ossea cortico-trabecolare mediante tecniche di modellazione implicita

L’osso umano `e caratterizzato da una struttura gerarchica altamente complessa, costituita da una componente corticale esterna compatta e da una componente trabecolare interna porosa, organizzate secondo gradienti continui di densità e proprietà meccani che. La replica fedele di tale architettura rappresenta una sfida significativa in ambito biomedicale, non solo per la comprensione dei fenomeni fisiologici, ma anche come base fondamentale per lo sviluppo di modelli biomimetici destinati alla medicina rigenerativa e alla manifattura additiva. L’obiettivo di questa tesi `e la modellazione e ricostruzione della geometria ossea cortico trabecolare mediante l’impiego di tecniche di modellazione implicita, al fine di ottenere modelli tridimensionali capaci di rappresentare in modo continuo e realistico le caratteristiche morfologiche dell’osso naturale. Rispetto agli approcci di modellazione parametrica tradizionali, la modellazione implicita consente la generazione di geometrie organiche complesse e la definizione di transizioni graduali tra le regioni corticale e trabecolare, permettendo un controllo avanzato di parametri quali porosità, spessore e distribuzione spaziale della micro-architettura. La metodologia proposta si basa sull’utilizzo di Grasshopper per Rhinoceros 3D, integrato con strumenti dedicati alla gestione di campi scalari e alla modellazione volumetrica. I modelli generati sono stati analizzati e confrontati con strutture di riferimento riportate in letteratura, valutandone le caratteristiche geometriche e la capacità di riprodurre un comportamento morfologico coerente con quello del tessuto osseo naturale. Il risultato del lavoro `e un modello geometrico biomimetico ad alta fedeltà dell’osso cortico-trabecolare, che funge da piattaforma versatile per diverse applicazioni bioingegneristiche. Tra queste, la generazione di strutture di tipo scaffold rappresenta una naturale evoluzione del modello, abilitando fasi di ottimizzazione biomeccanica e produzione mediante tecnologie di stampa 3D per l’ingegneria tissutale personalizzata.