CARTILAGINE ARTICOLARE E SOSTITUTI ARTIFICIALI: COMPORTAMENTO MECCANICO A CONFRONTO

L’obbiettivo del seguente elaborato di tesi è quello di fornire un approfondimento in merito al comportamento meccanico della cartilagine articolare e dei suoi sostituti artificiali. Nella prima parte dell’elaborato viene descritta la morfologia del tessuto, mettendo in risalto la sua composizione stratificata ed eterogenea ed i rischi legati al suo danneggiamento a causa dell’osteoartrosi. Grazie all’analisi della morfologia della cartilagine, nel secondo capitolo viene affrontato il comportamento meccanico del tessuto sano quando questo è soggetto a sollecitazioni esterne. Dal momento che la cartilagine articolare può essere associata ad un materiale viscoelastico, data la natura sia solida che liquida, è importante definire un modello che vada a descrivere al meglio il suo comportamento meccanico e interpreti correttamente i dati sperimentali. Pertanto, vengono presentati due modelli che sono quelli maggiormente usati quando vengono effettuate prove meccaniche sul tessuto cartilagineo. A seguito dell’analisi della natura e del comportamento meccanico della cartilagine articolare, nel terzo capitolo vengono analizzati i diversi biomateriali innovativi di origine artificiale e naturale che l’ingegneria tissutale sta studiando per produrre dei sostituti artificiali. Vengono elencati i principali tipi di sostituti utilizzati a base di idrogel e i vari step da seguire al fine di produrre uno scaffold che vada a mimare sia dal punto di vista morfologico che meccanico la cartilagine articolare. Tuttavia, dati gli studi ancora preclinici, vengono evidenziati i limiti che l’ingegneria tissutale sta riscontrando e le sfide da superare. Concentrandosi sul comportamento meccanico del tessuto artificiale, nell’ultima parte dell’elaborato vengono analizzate delle prove di compressione su idrogel a base di PVA, PEG-DA, chitosano e alginato, mettendo a confronto i risultati ottenuti con quelli ricavati da prove su cartilagine articolare sana seguendo lo stesso protocollo. Da ciò vengono messe in risalto le buone proprietà meccaniche degli idrogel, seppure più deboli rispetto a quelle della cartilagine articolare, sottolineando le varie problematiche incontrate nell’analisi di prove meccaniche di diversa tipologia.