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Caratterizzazione biomeccanica di fibre muscolari ingegnerizzate in vitro mediante l'uso della Digital Image Correlation (D.I.C.)

Informazioni tesi

  Autore: Giansante Alessandrini
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria biomedica
  Relatore: Adriano Alippi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 117

Per completare la tesi è stato necessario progettare una catena di misura che permettesse di caratterizzare biomeccanicamente delle fibre muscolari ottenute in laboratorio. Si è trattato di una progettazione meccanica, attraverso un progetto in Autocad, e di una progettazione di natura software, attraverso il linguaggio di programmazione LabView. In quest'ultimo caso è stato possibile realizzare un programma in modo da gestire l'intera strumentazione dal pc.
Una volta eseguito il progetto e realizzata la catena di misura si è passati alla misura della forza, tramite trasduttore, e della deformazione, tramite telecamera, che si hanno attraverso la stimolazione elettrica delle fibre muscolari.
I dati ottenuti sono stati elaborati attraverso appositi programmi realizzati in C++ (per l'elaborazione delle immagini) e in LabView (per l'elaborazione dei dati dal trasduttore).

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4 Introduzione Negli ultimi dieci anni, grazie al notevole impulso delle conoscenze e all’avanzamento tecnologico al quale si è assistito in ambito biomedico, si è sviluppato un nuovo settore di studio e ricerca, che si colloca all’intersezione della medicina, della biologia e dell’ingegneria: l’ingegneria tissutale. Scopo principale di questa nuova disciplina è ottenere tessuti biologici artificiali destinati ad accelerare i processi di guarigione, a rigenerare tessuti che non assolvono più alla propria funzione nonché a sostituirli, qualora siano irrimediabilmente compromessi. In questo contesto, nel Dipartimento di Istologia ed Embriologia Medica dell’Università Sapienza di Roma, è stata messa a punto una tecnica per la realizzazione di un costrutto biologico tridimensionale di cellule satelliti prelevate da fibre muscolari murine: l’X-MET (eX vivo Muscle Engineered Tissue). Tale studio fa parte di una ricerca nella quale si sta indagando la possibilità di effettuare trapianti in vivo sia su muscolo cardiaco (per la cura di ischemie e di porzioni di miocardio infartuato) che su tessuto muscolare striato (per la cura della distrofia muscolare di Duchenne e per il recupero dell’attività funzionale di tali organi). In questo contesto, lo scopo della tesi è stato di caratterizzare le proprietà biomeccaniche dell’X-MET, determinando l’andamento della forza e della deformazione di contrazione in risposta a specifici protocolli di stimolazione. In particolare, l’evoluzione della deformazione è stata misurata mediante una metodologia di misura senza contatto, la Digital Image Correlation o D.I.C., attraverso l’acquisizione di immagini ad alta frequenza. A tale scopo è stata realizzata una catena di misura ad hoc, dove le grandezze di interesse, deformazione e forza, sono state misurate, rispettivamente, da un sistema ottico e da un trasduttore a disposizione (risoluzione 1µN). La contrazione dei provini è stata indotta applicando al tessuto degli impulsi elettrici per mezzo di micro elettrodi collegati ad un elettrostimolatore. I segnali inviati all’elettrostimolatore sono stati sintetizzati dal computer.

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Parole chiave

autocad
catena di misura
fibre muscolari ingegnerizzate
labview

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