Analisi degli stimoli idrodinamici in un sistema di coltura e sviluppo di un'interfaccia di controllo

Fluid-dynamics analysis of stimuli generated in a complex culture system to investigate the correlation between wall shear stress and the development of atherosclerosis in vascular tissue samples. This stimulation is obtained by means of a constant flow rate and sample rotation according to protocols developed in this thesis work and evaluated by means of fluid-dynamic simulations. The implementation of these protocols using a stepper motor, combined with the generation of specific flow rate using pumps, was achieved thanks to a custom developed electronic control system. This system, equipped with an intuitive and easy-to-use user interface, offers a considerable variety in terms of the experiments that can be carried out and allows them to be monitored by sensors. A critical analysis of the fluid-dynamic simulations and various bench tests are then carried out to validate the control system.

Analisi idrodinamica degli stimoli generati all’interno di un sistema di coltura complesso per indagare la correlazione tra sforzo di taglio in parete (wall shear stress) e sviluppo dell’aterosclerosi su campioni di tessuto vascolare. Tale stimolazione è ottenuta tramite una portata costante e una rotazione del campione secondo protocolli messi a punto in questo lavoro di tesi e valutati tramite simulazioni fluidodinamiche. L’implementazione di tali protocolli tramite motore stepper, unita alla generazione di valori di portata specifici tramite pompe, è stata ottenuta grazie ad un sistema di controllo elettronico sviluppato appositamente. Tale sistema, munito di un’interfaccia utente intuitiva e facile da utilizzare, offre una notevole varietà in termini di esperimenti eseguibili e permette un monitoraggio degli stessi tramite sensori. Sono state effettuate, quindi, un’analisi critica delle simulazioni fluidodinamiche e diverse prove di banco per la validazione del sistema di controllo.