Caratterizzazione meccanica del tessuto osseo sano e patologico: il ruolo delle metastasi

Bone metastases are a common complication of primary breast, lung and prostate cancers, and are responsible for pain, pathological fractures, and Skeletal-Related Events. This thesis consists of a review of the scientific literature aimed at analyzing the mechanical behavior of healthy and pathological bone tissue, with particular reference to the experimental testing methods commonly used for its characterization. The structural changes induced by the metastatic process and their impact on the mechanical properties of bone are also examined. The analysis of the available literature reveals that the presence of metastases alters the trabecular architecture and leads to a reduction in the elastic modulus and compressive strength of cortical bone tissue. Knowledge of the mechanical properties of metastatic tissue therefore plays a fundamental role both in predicting the risk of bone failure and in developing personalized therapeutic strategies and increasingly accurate computational models.

Le metastasi ossee rappresentano una frequente complicanza dei tumori primitivi alla mammella, al polmone e alla prostata e sono responsabili dell’insorgenza di dolore, fratture patologiche ed eventi correlati allo scheletro. Il presente lavoro di tesi consiste in una revisione della letteratura scientifica finalizzata all’analisi del comportamento meccanico del tessuto osseo sano e patologico, con particolare riferimento alle metodologie sperimentali impiegate per la caratterizzazione meccanica del tessuto. Vengono inoltre analizzate le modificazioni strutturali indotte dal processo metastatico e il loro impatto sulle proprietà meccaniche dell’osso. Dall’analisi dei dati disponibili emerge come la presenza di metastasi alteri l’architettura trabecolare e determini una riduzione del modulo elastico e della resistenza a compressione del tessuto osseo corticale. La conoscenza delle proprietà meccaniche del tessuto metastatico riveste pertanto un ruolo fondamentale nella previsione del rischio di cedimento osseo e costituisce una base per lo sviluppo di strategie terapeutiche personalizzate e di modelli computazionali sempre più accurati.