Analisi numerica e sperimentale di un dispositivo medico a penna per somministrazione sottocutanea parenterale

Gli iniettori a penna per la somministrazione sottocutanea parenterale​, classificati come “tipo C” dalla norma ISO 11608-1, sono sempre più utilizzati per la cura di malattie come diabete e obesità. La crescente richiesta nei diversi mercati, e quindi la produzione di questi dispositivi si scontra con dei requisiti tecnici sfidanti, che per essere soddisfatti richiedono un’elevata qualità del prodotto. Nell’ambito della fase di design verification testing (DVT), la presente tesi si focalizza sull'ottimizzazione delle prestazioni di un iniettore a penna attraverso simulazioni agli Elementi Finiti (FEM), approfondendo aspetti termici e meccanici. Le simulazioni termodinamiche, validate con dati sperimentali, analizzano il comportamento termico dell'iniettore in varie condizioni operative supportando il robusto razionale richiesto dalla norma ISO 11608-1. Simultaneamente, le simulazioni meccaniche, anch’esse validate sperimentalmente, indagano il comportamento meccanico in una particolare condizione di stress ed esplorano gli effetti di alcune modifiche al design con lo scopo di potenziare la robustezza e l'affidabilità del dispositivo. I dati ottenuti dalle simulazioni offrono un contributo essenziale, consentendo di comprendere con precisione le cause dei fenomeni fisici che si misurano durante le prove sperimentali. L’approccio integrato, che combina simulazioni avanzate e validazioni sperimentali, si configura essere un metodo altamente affidabile per ottimizzare il design del dispositivo, assicurando un sostanziale incremento delle prestazioni e garantendo la conformità ai severi standard normativi in vigore.