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ETD

Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-06262024-101536


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
CANNOLETTA, GIULIA
URN
etd-06262024-101536
Titolo
Progettazione di un dispositivo per la protesizzazione dell’articolazione scapolo-omerale: dallo stato dell’arte alla prototipazione
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA BIOMEDICA
Relatori
relatore Prof. Vozzi, Giovanni
tutor Dott. Madaro, Duilio
controrelatore Prof. De Maria, Carmelo
Parole chiave
  • protesi dell'articolazione scapolo-omerale
Data inizio appello
15/07/2024
Consultabilità
Completa
Riassunto
La tesi "Progettazione di un dispositivo per la protesizzazione dell’articolazione scapolo-omerale: dallo stato dell’arte alla prototipazione" di Giulia Cannoletta, svolta presso BionIT Labs, si concentra sulla creazione di un giunto elettromeccanico per protesi di spalla, un'area cruciale per migliorare la qualità della vita delle persone che hanno subito la perdita di un arto superiore.
Il lavoro inizia con uno studio dettagliato dell'anatomia della spalla e una critica delle protesi esistenti, passando poi alla modellazione CAD del nuovo dispositivo. Il percorso di sviluppo prevede la definizione dei requisiti, che viene affrontata attraverso il metodo SIMBI e la stesura di scenari d'uso, bisogni e requisiti degli utenti. Questo approccio permette di creare una matrice di tracciabilità e definire i requisiti di sistema necessari per progettare un dispositivo efficiente e sicuro.
La progettazione del giunto elettromeccanico utilizza il software di modellazione CAD Creo Parametric, con un focus sulla modellazione per superfici e la selezione accurata dei componenti, come Electrical Quick Disconnect e Electric Wrist Rotator. Questa fase include anche la prototipazione attraverso tecniche di Additive Manufacturing, utilizzando processi come la Sinterizzazione Laser Selettiva (SLS) per creare componenti in DuraForm ProX AF+, un materiale che offre le caratteristiche necessarie per il prototipo.
Il dispositivo prototipato viene sottoposto a una serie di test per valutarne le prestazioni meccaniche. I test di trazione e compressione, insieme ai test di taglio, vengono eseguiti definendo le condizioni di vincolo e carico, stabilendo gli step di carico e successivamente vengono analizzati i risultati. Questi test sono cruciali per garantire che il giunto possa sostenere le sollecitazioni a cui sarà sottoposto durante l'uso quotidiano, assicurandone l'efficacia e la sicurezza.
In conclusione, il presente lavoro di tesi rappresenta un contributo significativo al miglioramento delle protesi per gli arti superiori, offrendo una soluzione avanzata che mira a restituire funzionalità, indipendenza e qualità della vita alle persone che affrontano la sfida di vivere senza un arto superiore. L'innovazione tecnologica combinata con un profondo rispetto per le esigenze umane costituisce il cuore di questo progetto, in linea con la missione di BionIT Labs di trasformare le disabilità in nuove possibilità.

The thesis "Design of a Device for the Prosthetization of the Glenohumeral Joint: From the State of the Art to Prototyping" by Giulia Cannoletta, carried out at BionIT Labs, focuses on the creation of an electromechanical joint for shoulder prostheses, a crucial area for improving the quality of life of people who have lost an upper limb.
The work begins with a detailed study of shoulder anatomy and a critique of existing prostheses, then moves on to CAD modeling of the new device. The development process involves the definition of requirements, addressed through the SIMBI method and the drafting of use scenarios, needs, and user requirements. This approach allows for the creation of a traceability matrix and the definition of system requirements necessary to design an efficient and safe device.
The design of the electromechanical joint uses the CAD modeling software Creo Parametric, with a focus on surface modeling and the careful selection of components such as Electrical Quick Disconnect and Electric Wrist Rotator. This phase also includes prototyping through Additive Manufacturing techniques, using processes such as Selective Laser Sintering (SLS) to create components in DuraForm ProX AF+, a material that offers the necessary characteristics for the prototype.
The prototyped device undergoes a series of tests to evaluate its mechanical performance. Tensile and compression tests, along with shear tests, are conducted by defining the constraints and load conditions, establishing the load steps, and subsequently analyzing the results. These tests are crucial to ensure that the joint can withstand the stresses it will encounter during daily use, ensuring its effectiveness and safety.
In conclusion, this thesis represents a significant contribution to the improvement of upper limb prostheses, offering an advanced solution aimed at restoring functionality, independence, and quality of life to people facing the challenge of living without an upper limb. Technological innovation combined with a deep respect for human needs forms the heart of this project, in line with BionIT Labs' mission to transform disabilities into new possibilities.
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