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Thesis etd-11032021-141108


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
GIOVANNINI, FEDERICA
URN
etd-11032021-141108
Thesis title
Caratterizzazione meccanica e funzionale dei materiali della stampante 3D Stratasys J750 Digital Anatomy per il settore vascolare
Department
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Course of study
INGEGNERIA BIOMEDICA
Supervisors
relatore Prof. Vozzi, Giovanni
tutor Ing. Semplici, Giovan Battista
relatore Prof.ssa Celi, Simona
Keywords
  • J750 digital anatomy
  • modelli vascolari
  • polyjet
  • simulazione fluidodinamica
  • stampa 3D
  • test trazione
Graduation session start date
03/12/2021
Availability
Withheld
Release date
03/12/2091
Summary
Questo lavoro di tesi è stato svolto presso l’azienda CADManager s.r.l. e ha riguardato la caratterizzazione meccanica e funzionale dei materiali della nuova stampante 3D Stratasys J750 Digital Anatomy per il settore vascolare.
Ad oggi esistono diversi tipi di modelli vascolari utilizzati sia per la formazione del personale medico e sanitario, per la pianificazione preoperatoria che per la validazione di dispositivi medici. Questi, tuttavia, non replicano le caratteristiche e la risposta meccanica reale.
L’obiettivo di questo lavoro è riuscire a identificare il materiale più adatto alla replicazione di un modello vascolare paziente-specifico che abbia un elevato livello di dettaglio, proprietà meccaniche che rendano realistica l’eventuale interazione con medici o con dispositivi, un feedback aptico comparabile con quello percepito in sede operatoria, livelli di trasparenza accettabili e che sia riutilizzabile. È stata posta particolare attenzione al modello aortico.
Dopo una prima analisi sulle capacità di stampa, sono state effettuate delle prove di trazione uniassiale per ogni materiale, considerando tre diverse orientazioni di stampa. Successivamente è stata considerata la variabilità degli stessi materiali nella prova di trazione uniassiale partendo da una geometria più vicina a quella dei condotti vascolari. A seguito della natura anisotropa dei vasi sanguigni è stata eseguita una campagna prove di trazione biassiale, al fine di poter avere una completa caratterizzazione del materiale stampato.
Per validare le proprietà dei materiali testati è stata effettuata, inoltre, una simulazione su banco prova fluidodinamico, di un modello aortico paziente-specifico, precedentemente segmentato da immagini di RM e stampato in 3D.
Le prove meccaniche e funzionali sono state effettuate presso il BioCardioLab dell’Ospedale del Cuore di Massa. Per questo lavoro sono stati utilizzati SolidWorks per la progettazione CAD, GrabCAD Print per la stampa dei provini e del modello, Simpleware ScanIP per la segmentazione del modello aortico e Matlab per l’elaborazione dei dati raccolti.
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