In vitro and in silico characterization of human foot tendons: comparative study with artificial materials. [English translation]

I tendini del piede umano, in particolare i flessori delle dita e dell’alluce, svolgono un ruolo cruciale nella biomeccanica della locomozione e della stabilizzazione articolare. Tuttavia, le loro proprietà meccaniche sono ancora poco caratterizzate rispetto ad altri tendini più studiati, come il tendine d’Achille. Questa tesi si propone di colmare tale lacuna attraverso una caratterizzazione in vitro e in silico delle proprietà meccaniche dei tendini flessori del piede.
A partire da campioni tendinei umani, provenienti dal Dipartimento di Scienze Chirurgiche Oncologiche e Gastroenterologiche (DISCOG) dell’Azienda Ospedale – Università Padova (AOUP) e sottoposti a dissezione e preparazione controllata, sono state condotte prove di trazione fino a rottura e di rilassamento delle tensioni mediante sistema micromeccanico ad alta precisione Mach-1™ v500csst (Biomomentum Inc.) previa approvazione del Comitato Etico (protocollo AOP2649). I dati ottenuti sono stati utilizzati per calibrare modelli costitutivi iperelastici e visco-iperelastici, successivamente implementati in simulazioni agli elementi finiti (FEM).
Inoltre, sono stati confrontati in silico i comportamenti meccanici dei tendini naturali con quelli di materiali artificiali ingegnerizzati, con l’obiettivo ultimo di individuare biomateriali con caratteristiche biomeccaniche affini a quelle fisiologiche. I risultati offrono un contributo significativo alla definizione di modelli predittivi realistici per la simulazione del comportamento dei tendini flessori delle dita del piede e dell’alluce, nonché alla progettazione di innesti tendinei bio-ispirati per applicazioni cliniche in ortopedia e medicina rigenerativa.