Scarica - Corsi di Laurea Ingegneria Meccanica

Università degli Studi di
Napoli Federico II
Corso di Studi in
Ingegneria Meccanica
Facoltà di Ingegneria
(Classe delle Lauree Magistrali in Ingegneria Meccanica - Classe LM-33)
Tesi di Laurea
Analisi FEM per un piede piatto umano ricostruito via TAC e Reverse Engineering
con caratterizzazione di materiali biocompatibili per implantologia endo-ortesica.
Relatori:
Ch.mo Prof. Ing. Enrico Armentani
Ch.mo Prof. Ing. Renato Esposito
Ch.mo Prof. Ing. Antonio Gloria
Candidato:
Raffaele Isernia
matr. M64/19
D.I.C.MA.P.I. - Dip. di Ing. Chimica, dei Materiali e della Produzione Industriale
Dott. Emilio Taglialatela
Azienda Ospedaliera "Sant'Anna e San Sebastiano" di Caserta
SOMMARIO DELLA TESI
Il presente lavoro, effettuato in collaborazione con il CNR Istituto per i Materiali Compositi e Biomedici, affronta due aspetti principali, il primo dei quali è la caratterizzazione di materiali biocompatibili volti alla realizzazione di protesi di tipo endo-seno-tarsico per la riduzione della patologia del
piede piatto. Per questo motivo vengono affrontate quelle problematiche che conseguono all'inserimento di tali materiali all'interno del corpo umano, sia dal punto di vista corrosivo, sia dal punto di
vista strutturale e, rispetto a quest'ultimo punto, si fa riferimento in particolare al fenomeno dello
Stress Shielding. Il secondo aspetto invece è stato quello di realizzare, grazie ai principi
dell’ingegneria inversa con metodo radiologico (TAC), il modello CAD del piede completo di ossa,
cartilagini e tessuto, il tutto ottenuto mediante l'utilizzo, dapprima, del programma ScanIP del pacchetto Simpleware (che permette di interfacciarsi con il file .DICOM proveniente da TAC) e poi di
programmi quali, Rhinoceroes 4.0 e SolidWorks 2011 con i quali si è ottenuto il modello di Fig.1.
Fatto ciò, è stato utilizzato HyperWorks 11 per ottenere il corrispondente modello FEM, realizzando una mesh continua tra i vari componenti appena descritti e imponendo specifiche condizioni al
contorno; infine è stata effettuata un'analisi statica con il software Ansys 13 (Fig.2), avendo preventivamente definito le proprietà elastiche ed iper-elastiche che caratterizzano i materiali biologici.
Fig. 1: Modello CAD del piede ricostruito.
Fig. 2: Analisi FEM.
Anno Accademico 2011/2012