Materiali e Tecnologie per la realizzazione di sostituti - FedOA ...

Toe Region Elastic Modulus (MPa)
0,1
0,08
0,06
0,04
0,02
0
PCL/NaCl 09/91
PCL/NaCl 09/91
PCL/HA 50/50
PCL/NaCl 09/91
PCL/Hy11 80/20
Figura 150: Modulo elastico di scaffold PI/SL in
presenza di segnali bioattivi o biocompatibilizzanti
Modulo Elastico di Toe region (MPa)
2,5
2
1,5
1
0,5
0
PCL/NaCl 18/82
PCL/NaCl 18/82
PCL/PLLA 86/14
PCL/NaCl 18/82
PCL/PLLA 86/14
PCL/TCP 50/50
DISCUSSIONE - 215
Figura 151: Modulo elastico di scaffold PI/SL al
variare del sistema di rinforzo utilizzato.
Inoltre, la presenza di un sistema di rinforzo fibroso a base fibre di acido
polilattico ed ancor più di un sistema di rinforzo particellare a base di fosfato
tricalcico fornisce un significativo incremento del modulo elastico fino a due
ordini di grandezza rispetto al caso non rinforzato (fig.151).
Si osserva che i meccanismi di rinforzo offerti dai due sistemi sono
sostanzialmente diversi. Nel primo caso il rinforzo offerto dalle fibre di acido
polilattico risulta determinato principalmente dalla disposizione spaziale delle
fibre oltre che dalle proprietà intrinseche dei materiali costituenti la fibra e la
matrice. A seguito della sollecitazione a compressione, le fibre, disposte in
maniera circonferenziale (a sviluppo elicoidale con asse il mandrino), sorreggono
la matrice fino a quando la sollecitazione esercitata non supera la tensione della
fibra, preventivamente imposta durante le fasi di processo, fino all’inevitabile sua
rottura. Ne consegue che, in questo caso, sono del tutto assenti fenomeni di
svergolamento o buckling delle fibre tipici di sistemi compositi caratterizzati da
fibre di rinforzo distribuite nella matrice in direzione uniassiale.
Al contrario, il rinforzo offerto dai cristalli di fosfato tricalcico è principalmente
di natura chimicofisica in quanto scaturisce dalla trasformazione chimica subita
dalla forma cristallina globulare dell’α-TCP nella forma cristallina needle-like
dell’idrossiapatite povera di calcio (CDHA). Durante le fasi di accrescimento, i
cristalli aghiformi di CDHA interagiscono fisicamente tra loro, intrecciandosi
all’interno della matrice irrobustendo complessivamente la struttura.
I risultati sperimentali ottenuti sono stati validati dal modello matematico
proposto, ampiamente utilizzato per la simulazione del comportamento
meccanico di schiume polimeriche che identifica ciascun poro dello scaffold in
una cella cava assimilabile ad una trave sollecitata a flessione, descrivendo
esaustivamente sia il comportamento a compressione che il comportamento a