Validation of a sensorized knee surrogate prototype for the comparative analysis of innovative knee braces

This thesis focused on characterizing the biomechanical behavior of the knee by analyzing the forces acting on its ligaments under various loading configurations applied to a surrogate model. The obtained results were compared with reference data from scientific literature to validate the experimental setup. The study then shifted towards evaluating the effect of knee braces on joint support by analyzing and comparing different commercial models. Among these, an innovative prototype featuring airbag technology was tested. This model is designed to inflate and stiffen only when needed, providing dynamic support. The research allowed for an assessment of its effectiveness in terms of protection and biomechanical response compared to traditional solutions.

Il presente lavoro di tesi ha avuto l’obiettivo di caratterizzare il comportamento biomeccanico del ginocchio attraverso l’analisi delle forze agenti sui legamenti, applicando diverse configurazioni di carico su un modello surrogato. I risultati ottenuti sono stati confrontati con dati di riferimento presenti nella letteratura scientifica, al fine di validare il modello sperimentale. Successivamente, l’attenzione si è focalizzata sull’effetto delle ginocchiere nel supporto articolare, analizzando e confrontando diversi modelli commerciali. Tra questi, è stato incluso un prototipo innovativo dotato di tecnologia airbag, progettato per gonfiarsi e irrigidirsi solo quando necessario, offrendo così un supporto dinamico. Lo studio ha permesso di valutarne l'efficacia in termini di protezione e risposta biomeccanica rispetto alle soluzioni tradizionali.