L’articolazione del ginocchio è la più complessa articolazione presente nel corpo umano sia dal punto di vista anatomico che dal punto di vista funzionale, ha il compito di mantenere stabilità ed equilibrio e, al tempo stesso, di garantire lo svolgimento di tutti i movimenti dell’arto inferiore. Al suo interno sono presenti strutture e tessuti differenti che collaborano per garantire il corretto funzionamento articolare. Differenti sono le malattie che colpiscono le articolazioni causando danni spesso irreparabili attraverso cure farmacologiche, la più comune delle malattie muscolo-scheletriche è l’osteoartrosi, o artrosi, un processo infiammatorio cronico che in Italia si stima colpisca 4 milioni di persone (circa il 12% della popolazione). Questa patologia comporta un lento e progressivo declino delle normali funzionalità fisiologiche del sito anatomico interessato e, nel caso dell’articolazione del ginocchio, causa lesioni degenerative alla cartilagine articolare che si ripercuotono anche nei tessuti circostanti quali il tessuto osseo subcondrale, la membrana sinoviale, i legamenti e i tessuti adiposi. Quando la patologia è ormai progredita risulta necessario intervenire chirurgicamente tramite osteotomia o ricostruzione protesica parziale o totale. L’intervento di ricostruzione protesica totale viene definito artroplastica totale di ginocchio o TKA (total knee arthoroplasty). L’operazione chirurgica di TKA è irreversibile e molto invasiva, per questo motivo viene effettuata in situazioni nelle quali la malattia di osteoartrosi è ad uno stadio avanzato, e prevede la rimozione del segmento distale del femore, del segmento prossimale della tibia e dei tessuti adiposi circostanti che non servono più; gli sviluppi in ambito medico e ingegneristico hanno permesso di avere sul mercato differenti tipologie di protesi e la scelta della migliore spetta unicamente al medico chirurgo dopo un attento esame. Questo lavoro ha come obiettivo principale quello di sottolineare come il tessuto adiposo sia direttamente coinvolto nella malattia osteoartritica causando danni fisiologici evidenziati dagli studi medici presenti in letteratura ma anche danni biomeccanici che possono essere rilevati andando a studiare la risposta del tessuto malato quando sottoposto a differenti tipologie di carico. Per una panoramica completa, agli studi ingegneristici effettuati in laboratorio, vengono integrate conoscenze fisiologiche, anatomiche e chirurgiche con l’obiettivo di presentare l’articolazione del ginocchio, concentrandosi anche sulle strutture adipose presenti (Capitolo1 e Capitolo2), e la malattia dell’osteoartrosi con un approfondimento sull’operazione chirurgica di artroplastica totale del ginocchio (Capitolo3 e Capitolo4). All’interno del laboratorio, in particolare, sono stati analizzati differenti campioni di tessuto adiposo, principalmente corpo di Hoffa e tessuto adiposo sovrapatellare, prelevati da sei pazienti sottoposti ad intervento di artroplastica totale di ginocchio per grave situazione osteoartritica. È stato testato, inoltre, un campione di tessuto sano di un soggetto che ha subito un intervento di amputazione per una recidiva di condrosarcoma, tale campione è stato utilizzato come confronto. Nello specifico sono stati effettuati test meccanici di rilassamento delle tensioni imponendo una deformazione costante in sei rampe differenti con l’obiettivo di ricavare i grafici di tensione-deformazione per ciascun campione. Tali grafici sono stati ottenuti attraverso l’elaborazione con Matlab2022a della risposta meccanica e sono stati utilizzati per evidenziare come la malattia osteoartritica colpisca anche i tessuti adiposi compromettendone la loro funzione biomeccanica.

Valutazione del comportamento meccanico di tessuti adiposi osteoartritici: prove sperimentali ed analisi costitutiva

GIUDICI, LUCIA
2021/2022

Abstract

L’articolazione del ginocchio è la più complessa articolazione presente nel corpo umano sia dal punto di vista anatomico che dal punto di vista funzionale, ha il compito di mantenere stabilità ed equilibrio e, al tempo stesso, di garantire lo svolgimento di tutti i movimenti dell’arto inferiore. Al suo interno sono presenti strutture e tessuti differenti che collaborano per garantire il corretto funzionamento articolare. Differenti sono le malattie che colpiscono le articolazioni causando danni spesso irreparabili attraverso cure farmacologiche, la più comune delle malattie muscolo-scheletriche è l’osteoartrosi, o artrosi, un processo infiammatorio cronico che in Italia si stima colpisca 4 milioni di persone (circa il 12% della popolazione). Questa patologia comporta un lento e progressivo declino delle normali funzionalità fisiologiche del sito anatomico interessato e, nel caso dell’articolazione del ginocchio, causa lesioni degenerative alla cartilagine articolare che si ripercuotono anche nei tessuti circostanti quali il tessuto osseo subcondrale, la membrana sinoviale, i legamenti e i tessuti adiposi. Quando la patologia è ormai progredita risulta necessario intervenire chirurgicamente tramite osteotomia o ricostruzione protesica parziale o totale. L’intervento di ricostruzione protesica totale viene definito artroplastica totale di ginocchio o TKA (total knee arthoroplasty). L’operazione chirurgica di TKA è irreversibile e molto invasiva, per questo motivo viene effettuata in situazioni nelle quali la malattia di osteoartrosi è ad uno stadio avanzato, e prevede la rimozione del segmento distale del femore, del segmento prossimale della tibia e dei tessuti adiposi circostanti che non servono più; gli sviluppi in ambito medico e ingegneristico hanno permesso di avere sul mercato differenti tipologie di protesi e la scelta della migliore spetta unicamente al medico chirurgo dopo un attento esame. Questo lavoro ha come obiettivo principale quello di sottolineare come il tessuto adiposo sia direttamente coinvolto nella malattia osteoartritica causando danni fisiologici evidenziati dagli studi medici presenti in letteratura ma anche danni biomeccanici che possono essere rilevati andando a studiare la risposta del tessuto malato quando sottoposto a differenti tipologie di carico. Per una panoramica completa, agli studi ingegneristici effettuati in laboratorio, vengono integrate conoscenze fisiologiche, anatomiche e chirurgiche con l’obiettivo di presentare l’articolazione del ginocchio, concentrandosi anche sulle strutture adipose presenti (Capitolo1 e Capitolo2), e la malattia dell’osteoartrosi con un approfondimento sull’operazione chirurgica di artroplastica totale del ginocchio (Capitolo3 e Capitolo4). All’interno del laboratorio, in particolare, sono stati analizzati differenti campioni di tessuto adiposo, principalmente corpo di Hoffa e tessuto adiposo sovrapatellare, prelevati da sei pazienti sottoposti ad intervento di artroplastica totale di ginocchio per grave situazione osteoartritica. È stato testato, inoltre, un campione di tessuto sano di un soggetto che ha subito un intervento di amputazione per una recidiva di condrosarcoma, tale campione è stato utilizzato come confronto. Nello specifico sono stati effettuati test meccanici di rilassamento delle tensioni imponendo una deformazione costante in sei rampe differenti con l’obiettivo di ricavare i grafici di tensione-deformazione per ciascun campione. Tali grafici sono stati ottenuti attraverso l’elaborazione con Matlab2022a della risposta meccanica e sono stati utilizzati per evidenziare come la malattia osteoartritica colpisca anche i tessuti adiposi compromettendone la loro funzione biomeccanica.
2021
Mechanical behavior of local fat pad in osteoarthritis: experimental tests and constitutive analysis
Tessuto adiposo
Prove sperimentali
Osteoartrite
Analisi costitutiva
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
Giudici_Lucia.pdf

embargo fino al 13/04/2025

Dimensione 3.76 MB
Formato Adobe PDF
3.76 MB Adobe PDF

The text of this website © Università degli studi di Padova. Full Text are published under a non-exclusive license. Metadata are under a CC0 License

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12608/29227