Progettazione mediante analisi agli elementi finiti e fabbricazione di clip biomedicali in Nitinol

Il lavoro di tesi è focalizzato sulla progettazione di endoclip in Nitinol destinate all’aggancio e alla rimozione dei polipi gastrointestinali o alla chiusura di lesioni post-polipectomia. In primo luogo, è stata eseguita la caratterizzazione meccanica del Nitinol mediante prove meccaniche di trazione e di compressione effettuate su provini cilindrici. La fabbricazione di questi provini è stata effettuata mediante additive manufacturing e mediante lavorazioni per deformazione plastica. Ottenute tali caratteristiche meccaniche del materiale, è stato valutato il modello costitutivo adatto a descriverne il comportamento superelastico e sono stati identificati i rispettivi parametri in modo da poterne simulare il comportamento meccanico mediante un’analisi agli elementi finiti. La geometria dell’endoclip è stata quindi definita mediante metodi computazionali volti a valutare l’interazione tra clip e tessuto biologico, considerando i limiti meccanici del materiale e gli stati di tensione e deformazione che si instaurano nel tessuto biologico in interazione con l’endoclip. In particolare, sono stati valutati differenti spessori di progettazione della clip, studiandone la risposta meccanica in interazione con un polipo o con una lesione del tessuto gastrointestinale. I risultati hanno evidenziato che la clip di spessore 0.7 mm sembra essere più promettente per la pressione che essa riesce a generare sul tessuto, garantendo una chiusura stabile della lesione ed impedendone il sanguinamento a seguito della sua applicazione.