ANALISI DEL COMPORTAMENTO MECCANICO DI CAMPIONI FIBRORINFORZATI OTTENUTI CON STAMPA 3D MEDIANTE LA DIGITAL IMAGE CORRELATION

Questo studio sperimentale si propone di analizzare il comportamento meccanico di materiali utilizzati nella stampa 3D per applicazioni biomediche, focalizzandosi sull'imitazione della cartilagine articolare del ginocchio. Sono stati analizzati dodici campioni di prova, suddivisi in quattro gruppi distinti: tre campioni senza fibre, tre rappresentanti la zona superficiale della cartilagine con fibre perpendicolari all'asse del provino, tre della zona media con fibre disposte casualmente e tre della zona profonda con fibre parallele all'asse. I provini sono stati fabbricati utilizzando una combinazione di Agilus30Clear e TissueMatrix con fibre di VeroWhite, materiali per la stampa 3D mediante stampante Stratasys J850 con tecnologia Polyjet. Sono state svolte prove meccaniche di trazione uniassiale mediante tester meccanico "MACH-1TM V500c". Durante le prove, la Digital Image Correlation (DIC) è stata impiegata per misurare gli spostamenti e le deformazioni dei provini, fornendo una mappatura dettagliata di queste quantità. La preparazione accurata delle superfici dei campioni ha garantito la precisione delle misurazioni DIC, per un'analisi efficace con il software “GOM Correlate”, specifico per l’analisi di correlazione d’immagine. Con il software “GOM Correlate” sono state acquisite le immagini e riorganizzate sequenzialmente, al fine di determinare i valori di deformazione trasversale, longitudinale e angolare del campione dopo la prova di trazione. Inoltre, i dati relativi alle deformazioni medie sono stati elaborati per determinare il coefficiente di Poisson e il modulo di Young di ciascun campione utilizzando il software “MATLAB”. I risultati ottenuti evidenziano differenze significative nei comportamenti meccanici tra i vari gruppi di campioni, sottolineando l'importanza della disposizione delle fibre nella determinazione delle proprietà meccaniche della cartilagine artificiale. Questo studio contribuisce in modo significativo alla comprensione del comportamento meccanico dei materiali elastomeri stampati in 3D per applicazioni biomediche, suggerendo miglioramenti nelle tecniche di fabbricazione e nell'uso di materiali avanzati per protesi e sostituti cartilaginei.