L’incontinenza urinaria è una condizione patologica che colpisce milioni di persone in tutto il mondo, compromettendo la qualità di vita di chi ne soffre. Quando i trattamenti conservativi e farmacologici risultano inefficaci, una possibile soluzione è rappresentata dall’intervento chirurgico, che prevede l’impianto di uno sfintere urinario artificiale (AUS), un dispositivo medico progettato per replicare la funzione di uno sfintere urinario naturale. Tuttavia, i dispositivi attualmente disponibili presentano diverse limitazioni che ne determinano il fallimento in circa il 50% dei pazienti. Le principali criticità che vengono riscontrate riguardano l’interazione tra l’AUS e i tessuti circostanti che si manifestano in atrofia, erosione uretrale o infezione. Queste complicazioni rendono spesso necessaria una revisione chirurgica, con conseguente necessità di un secondo intervento. Per comprendere al meglio le interazioni tra tessuto biologico e dispositivo che possono portare ai fenomeni degenerativi sopraindicati, nonché la capacità del dispositivo di garantire la continenza, è possibile utilizzare l’analisi dei modelli ad elementi finiti. Simulando la fase di occlusione del lume uretrale mediante l’azione pressoria del dispositivo e la fase di apertura causata dall’azione pressoria dell’urina, è possibile valutare l’intensità e la distribuzione dei campi meccanici indotti dal dispositivo all’interno dei tessuti biologici. In questo lavoro di tesi, tramite il software Abaqus, è stato testato un innovativo sfintere per il trattamento dell’incontinenza urinaria. Sono stati utilizzati diversi valori pressori in accordo con la pratica clinica, che variavano dai 20 agli 80 !. Sono stati testati undici differenti materiali con diversi gradi di rigidità, al fine di valutare l’influenza delle proprietà meccaniche sulle interazioni tra il dispositivo e l’apparato urinario, ottenendo così dati oggettivi sull’affidabilità e sulle prestazioni del nuovo impianto. Infine, sono state apportate modifiche relative alla geometria del dispositivo per poter migliorare i risultati ottenuti. Anche in questa nuova configurazione, le simulazioni sono state condotte utilizzando gli stessi materiali e le stesse condizioni di carico precedentemente utilizzate, consentendo così un confronto diretto tra le due versioni dell’AUS.

Analisi di performance e di affidabilità di un innovativo sfintere per il trattamento dell'incontinenza urinaria

GIANFALDONI, EMANUELE
2024/2025

Abstract

L’incontinenza urinaria è una condizione patologica che colpisce milioni di persone in tutto il mondo, compromettendo la qualità di vita di chi ne soffre. Quando i trattamenti conservativi e farmacologici risultano inefficaci, una possibile soluzione è rappresentata dall’intervento chirurgico, che prevede l’impianto di uno sfintere urinario artificiale (AUS), un dispositivo medico progettato per replicare la funzione di uno sfintere urinario naturale. Tuttavia, i dispositivi attualmente disponibili presentano diverse limitazioni che ne determinano il fallimento in circa il 50% dei pazienti. Le principali criticità che vengono riscontrate riguardano l’interazione tra l’AUS e i tessuti circostanti che si manifestano in atrofia, erosione uretrale o infezione. Queste complicazioni rendono spesso necessaria una revisione chirurgica, con conseguente necessità di un secondo intervento. Per comprendere al meglio le interazioni tra tessuto biologico e dispositivo che possono portare ai fenomeni degenerativi sopraindicati, nonché la capacità del dispositivo di garantire la continenza, è possibile utilizzare l’analisi dei modelli ad elementi finiti. Simulando la fase di occlusione del lume uretrale mediante l’azione pressoria del dispositivo e la fase di apertura causata dall’azione pressoria dell’urina, è possibile valutare l’intensità e la distribuzione dei campi meccanici indotti dal dispositivo all’interno dei tessuti biologici. In questo lavoro di tesi, tramite il software Abaqus, è stato testato un innovativo sfintere per il trattamento dell’incontinenza urinaria. Sono stati utilizzati diversi valori pressori in accordo con la pratica clinica, che variavano dai 20 agli 80 !. Sono stati testati undici differenti materiali con diversi gradi di rigidità, al fine di valutare l’influenza delle proprietà meccaniche sulle interazioni tra il dispositivo e l’apparato urinario, ottenendo così dati oggettivi sull’affidabilità e sulle prestazioni del nuovo impianto. Infine, sono state apportate modifiche relative alla geometria del dispositivo per poter migliorare i risultati ottenuti. Anche in questa nuova configurazione, le simulazioni sono state condotte utilizzando gli stessi materiali e le stesse condizioni di carico precedentemente utilizzate, consentendo così un confronto diretto tra le due versioni dell’AUS.
2024
Performance and reliability analysis of an innovative sphincter for the treatment of urinary incontinence
Sfintere
Incontinenza
Analisi
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