Studio biomeccanico della cornea in condizione sana, lesionata e trattata: formulazione costitutiva ed analisi numerica

La presente Tesi ha come obiettivo lo studio del comportamento biomeccanico corneale in condizione sana, lesionata e trattata, attraverso metodologie in silico. Per caratterizzare il tessuto corneale nelle diverse condizioni, sono stati utilizzati i dati di tensione e di deformazione ricavati da prove sperimentali di trazione uniassiale su un modello animale prendendo in esame campioni sani, lesionati con NaOH e trattati mediante cross-linking o trattamento al plasma. Questi risultati hanno permesso di identificare il modello costitutivo più adatto e i rispettivi parametri costitutivi. Successivamente, è stato utilizzato il software Abaqus (Dassault Systemes. Ver. 2023) per simulare il comportamento dell’occhio in risposta alla pressione intraoculare, tramite modellazione e analisi agli elementi finiti. Un modello tridimensionale dell’occhio, costituito dalle sue componenti principali tra cui la cornea, ha consentito di ottenere informazioni specifiche su ciascuna struttura oculare permettendo di studiare dettagliatamente le deformazioni e gli spostamenti del tessuto corneale nelle diverse condizioni, al variare della pressione intraoculare nel range fisiologico 13-21 mmHg. I risultati dimostrano che la modellazione agli elementi finiti è uno strumento prezioso, in quanto fornisce informazioni sulla distribuzione delle deformazioni e delle tensioni all'interno dell'occhio umano ed in particolare a livello corneale. Analizzando i risultati ottenuti è possibile ottenere ulteriori informazioni sui meccanismi di degenerazione e di lesione che danneggiano la cornea. Inoltre, è possibile confrontare l'efficacia dei diversi trattamenti rigenerativi analizzati, facilitando così la progettazione di terapie ottimali e mirate. In conclusione, questo progetto di tesi dimostra come l'analisi agli elementi finiti rappresenti uno strumento innovativo, con potenziale applicativo sia in ambito medico che nella ricerca, che offre soluzioni efficaci per lo studio di diversi trattamenti corneali.