Progettazione, sviluppo e impiego di setup e protocolli innovativi per la caratterizzazione biomeccanica della retina

We focused our research on the biomechanical response of the retinal tissue to two different kind of stress tests: multiaxial stress and uniaxial tensile stress test. The last one has been conducted in wet conditions, which means inside a liquid volume (saline solution PBS). The multiaxial tests have been chosen because they are more similar to the natural stress which the retina is undergone inside the eye. For the same reasons, we have chosen to perform the tensile stress tests in wet environment, in order to evaluate the impact on these conditions to the mechanical reaction of the retina. Both the experiments were performed through the use of the EnduraTEC ELF 3200 test machine and the results were elaborated to obtain from the traction tests the main biomechanical parameters (Young modulus, yield stress, failure stress and failure strain) and from the multiaxial tests the protocol validation. Moreover, these last experiments were supported by a computational simulation made by the COMSOL software to evaluate a possible confront between virtual and real results. To correctly perform both the tests, some auxiliary structures were produced with the 3D printing technique, after being designed with the Solidworks CAD software. In the end the obtained results were confronted with the ones reported in literature.

Il nostro progetto si è occupato di valutare la risposta meccanica del tessuto retinico a due tipologie diverse di sollecitazione: la flessione multiassiale e la trazione uniassiale classica effettuata in condizioni umide, ovvero all’interno di un volume liquido di soluzione salina (PBS). La scelta dei test multiassiali è ricaduta in virtù del fatto che essi sono più rappresentativi delle sollecitazioni a cui è sottoposta la retina all’interno dell’occhio. Seguendo questa linea di pensiero, si è scelto di effettuare le prove in ambiente umido per valutare quale sia l’impatto di queste condizioni nella risposta meccanica della retina alla trazione uniassiale. Entrambe le tipologie di prove sono state svolte con la macchina da test EnduraTEC ELF 3200 ed i risultati sono stati elaborati per ottenere dalla trazione i principali parametri biomeccanici (modulo Elastico, sforzo di snervamento, sforzo a rottura e deformazione a rottura) e dai test multiassiali una validazione del protocollo. Inoltre a queste ultime prove è stata affiancata una simulazione virtuale ricostruita con il software COMSOL per valutare il possibile confronto tra i risultati simulati e quelli empirici. Per potere eseguire correttamente tutti e due i test è stato richiesto l’ausilio di strutture di sostegno stampante in 3D dopo essere state da noi progettate e disegnate con il software CAD Solidworks. Infine sono stati confrontati i risultati ottenuti con quelli riportati in letteratura.