• Tensile test
• Mechanical properties
• Simulated intraoral environment
• Thermoplastic materials
• PET-G

Il lavoro descritto nel seguente elaborato è stato svolto presso il Dipartimento di Ingegneria Civile ed Industriale, in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Chimica, Chimica Industriale e Scienza dei Materiali e scaturisce dall'esigenza di effettuare la caratterizzazione di materiali per applicazioni biomedicali. Nello specifico sono stati analizzati tre differenti mescole commerciali di un polimero termoplastico, il polietilene tereftalato glicole (PET-G), destinato alla realizzazione di allineatori ortodontici invisibili. La caratterizzazione meccanica del materiale è stata ottenuta mediante una campagna di prove di trazione in differenti condizioni: il termoplastico è stato testato sia allo stato di fornitura, sia a seguito di opportuni trattamenti aventi lo scopo di simulare condizioni analoghe a quelle di esercizio. I risultati forniti dalla macchina di prova sono confrontati con quelli ottenuti mediante l'impiego di un sistema ottico sperimentale di rilevazione delle deformazioni.

The work described in the following thesis was performed at the Department of Civil and Industrial Engineering, of the University of Pisa (DICI), and arises from the need to make the mechanical characterization of thermoplastic materials for biomedical applications. Specifically, these materials are intended for the realization of orthodontic invisible aligners to be used for the correction of the masticatory apparatus defects. Initially, it provides a brief overview of the anatomy of the system concerned as well as the state of the art of the nowadays most widespread orthodontic techniques. Moreover, has been given the description of the technological process used for the realization of the invisible aligners. Furthermore it is presented the family of plastics materials, with a focus on PET-G (polyethylene terephthalate glycol), the thermoplastic which is the main object of this study. Considerable space is dedicated to the description of the experimental work starting from the preliminary stages of preparing the samples, up to the detailed presentation of the tests performed on the material. To be more specific, the mechanical properties of interest have been obtained through a set of tensile tests carried out under different conditions and having the purpose of analyzing the effect that the forming process, and subsequently the normal use of the aligner, may have on properties of the material. For the last aspect, the PET-G was subjected to an aging treatment in a particular solution that reproduces the biochemical behavior of human saliva. The data obtained have allowed us to compare the three different materials and may subsequently be employed for the realization of a finite element method (FEM) with which to study in detail the most critical phase of the process, the thermoforming.