Analisi di prove di trazione su campioni di fascia profonda addominale attraverso la Digital Image Correlation

This work aims to verify the mechanical behavior of the deep abdominal fascia in the cranio-caudal direction. It is interesting to study this tissue because its characteristics were unknown until a few decades ago and only recently the research has developed. To obtain numerical data, uniaxial tensile tests were carried out, up to failure, using a specific machine, the MACH-1TM V500c, with software connected to it. Furthermore, a DIC system was used for the acquisition of images to be used in a further software, "GOM Correlate", for the analysis of deformations on the surface of the samples. It is sufficient to have a set of sequential images over time and thanks to the various parameters to be set in the software, such as region of interest and size of the subset, it is possible to observe the evolution of the deformation field. The surfaces of the three fascia samples were previously treated with adequate hydration and the creation of a speckle pattern with a dark color on a light background, i.e. that of the tissue. The results obtained allow us to define a relationship between tension and deformation and analyze whether the DIC is a tool that can provide adequate and plausible data in this type of test. To do this it is necessary to optimize each experimental step, from the creation of the pattern to the setting of the parameters. Through the observation of the stress-strain graphs, an initial zone is identified, before the breakage, in which the relationship can be approximated to a linear behavior, while in the strain-time graphs a small "jump" is recognized corresponding to the moment of breakage of the sample, verified experimentally. If, however, we focus on the images, we arrive at the conclusion that, in the area where the breakage occurs, there is previously a greater deformation than in the rest of the surface, finding a correlation between the two events. In addition to offering interesting information regarding abdominal fascial tissue, it provides a valid analysis method through DIC, which can also be used for other samples, whether they are biological or not.

Questo lavoro ha come scopo quello di verificare il comportamento meccanico della fascia profonda addominale nella direzione cranio-caudale. È interessante studiare tale tessuto perché le sue caratteristiche sono state incognite fino a qualche decennio fa e solo ultimamente le ricerche si sono sviluppate. Per arrivare ad avere dei dati numerici si sono svolte delle prove di trazione uniassiale, fino a rottura, utilizzando uno specifico macchinario, il MACH-1TM V500c, con un software collegato ad esso. Inoltre, è stato impiegato un sistema DIC per l’acquisizione di immagini da utilizzare in un ulteriore software, “GOM Correlate”, per l’analisi delle deformazioni sulla superficie dei campioni. È sufficiente possedere un set di immagini sequenziali nel tempo e grazie ai vari parametri da impostare nel software, come ad esempio regione di interesse e dimensione del sottoinsieme, è possibile osservare l’evoluzione del campo deformativo. Le superfici dei tre campioni di fascia sono state precedentemente trattate con un’adeguata idratazione e la creazione di un pattern maculato (speckle) con una colorazione scura su sfondo chiaro, ossia quello del tessuto. I risultati ottenuti permettono di definire una relazione tra tensione e deformazione e analizzare se la DIC è uno strumento che in questa tipologia di prove può fornire dei dati congrui e plausibili. Per fare ciò è necessario ottimizzare ogni passaggio sperimentale, dalla creazione del pattern al settaggio dei parametri. Attraverso l’osservazione dei grafici tensione-deformazione si individua una zona iniziale, prima della rottura, in cui la relazione è approssimabile ad un comportamento lineare, mentre in quelli deformazione-tempo si riconosce un piccolo “salto” corrispondente all’istante di rottura del campione, verificato sperimentalmente. Se invece ci si sofferma sulle immagini, si giunge ad affermare che, nella zona dove avviene rottura, precedentemente è presente una deformazione maggiore che nel resto della superficie, trovando una correlazione tra i due eventi. Oltre a offrire delle informazioni interessanti riguardanti il tessuto fasciale addominale, si fornisce un valido metodo di analisi attraverso DIC, utilizzabile anche per altri campioni, che essi siano biologici o meno.