Analisi delle caratteristiche meccaniche della pelle plantare: prove sperimentali e modellazione costitutiva

Questa Tesi ha l'obiettivo di studiare la risposta meccanica del tessuto di pelle plantare mediante un approccio sperimentale. In laboratorio sono state eseguite quattro differenti prove sperimentali meccaniche: carico-scarico a compressione secondo diverse velocità di deformazione, prove a trazione uniassiale fino a rottura secondo diverse direzioni, prove di rilassamento delle tensioni sia a compressione che a trazione. Per effettuare queste prove è stato utilizzato il Biomomentum, una strumentazione sperimentale per tessuti biologici, presente presso il Laboratorio di Meccanica dei Tessuti Biologici presso l’Università degli Studi di Padova. I campioni sono stati prelevati dal tessuto di pelle plantare di un unico soggetto (SLA30101966) fornito dalla Clinica Ortopedica dell’Azienda Ospedaliera di Padova, e sono stati sagomati con una forma cilindrica, per le prove di compressione, ed una forma ad “osso di cane” per le prove di trazione. Successivamente allo svolgimento della prova sperimentale, è stata effettuata una elaborazione dei dati sperimentali per ricavare le relazioni Forza-Posizione, Tensione-Deformazione, Forza-Tempo e Tensione-Tempo. È stato poi messo a confronto, per tutte e quattro le prove, il comportamento meccanico del tessuto per i diversi campioni, al fine di individuare le caratteristiche di non linearità, di viscosità e di anisotropia del tessuto. Una volta ricavato il Modulo di Young ed altri parametri meccanici, si è passati alla formulazione del modello costitutivo che descrive le caratteristiche meccaniche del tessuto emerse dalle prove sperimentali mediante una formulazione matematica.