Biomechanical analysis of heel pad tissues

Lo studio del comportamento biomeccanico dei tessuti molli del retro piede, intensi come tessuto adiposo plantare e pelle, ha richiesto un approccio fortemente integrato di tipo computazionale e sperimentale. La valutazione del comportamento meccanico di tale regione è ottenuta in considerazione dell’analisi della configurazione micro strutturale dei tessuti e valutando la correlazione tra configurazione istologica e comportamento meccanico. Al fine di analizzare aspetti tipici della risposta meccanica del tessuto adiposo calcaneare, come la non linearità per geometria e materiale, e la dipendenza dal tempo è stato utilizzato un modello costitutivo di tipo visco-iperelastico. Gli aspetti tipici della risposta meccanica della pelle, ovvero la non linearità per geometria e per materiale, e la configurazione anisotropa sono stati descritti mediante la formulazione di un modello costitutivo di tipo iperelastico fibro-rinforzato. La valutazione dei parametri costitutivi ha richiesto lo sviluppo di modelli analitici e numerici capaci di interpretare le prove sperimentali considerate. I risultati di modello ed i risultati sperimentali sono stati confrontati attraverso una funzione costo, la cui minimizzazione ha portato alla definizione dei parametri oggetto dello studio. La procedura è stata conseguita in step successivi. Una prima valutazione dei parametri costitutivi è stata ottenuta considerando prove monoassiali, sviluppate su campioni dei tessuti in esame. Successivamente sono state considerate delle prove sperimentali su piede cadaverico in assenza ed in presenza della pelle. Questa analisi ha portato alla definizione di un dominio di parametri costitutivi tutti in grado di interpretare in maniera adeguata la risposta meccanica dei tessuti in esame. La procedura adottata è stata infine validata considerando ulteriori prove sperimentali in situ ed in vivo. I modelli numerici sviluppati permettono di valutare la risposta meccanica dei tessuti in condizioni fisiologiche, come ad esempio durante la camminata, nonché di valutare i fenomeni di interazione tra piede ed elementi biomedicali, come solette e calzature