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

26 - CAPITOLO 1
- la velocità di applicazione del carico dal momento che l’osso è un
materiale viscoelastico.
Nel seguente diagramma è mostrato il differente comportamento di una
porzione di osso corticale sottoposto a carichi applicati con diversa velocità.
Questo fattore è importante poiché influenza il modo in cui un osso subisce
una frattura, e, di conseguenza, condiziona il grado di danneggiamento dei
tessuti molli circostanti. In particolare, se la velocità di carico è bassa, l’energia
immagazzinata nell’osso si può
dissipare in un'unica rottura (e i
tessuti circostanti rimangono
intatti) in quanto la risposta del
materiale risente in maniera
proporzionale con la velocità di
carico della presenza delle fibre di
collagene che riducono la rigidezza
(in quanto abbassano il modulo
elastico complessivo) ma ne
aumentano la tenacità.
Al contrario se la velocità di carico
è alta, l’energia si dissipa in fratture
multiple, provocando la
formazione di numerosi frammenti
in grado di rovinare anche i tessuti
circostanti il segmento osseo.
Figura9: Differente risposta dell’osso in
relazione alla velocità di carico: all’
aumentare della frequenza di carico
aumenta il modulo elastico [ 31 ] [ 34 ]
Tale comportamento è dovuto ad una risposta di natura fragile dovuta alla
maggior incidenza della componente minerale di idrossiapatite nella risposta
meccanica del tessuto osseo naturale.
- la ripetitività con cui un carico è applicato all’osso (carichi ciclici): le
fratture, oltre ad essere provocate da un carico maggiore rispetto della
massima tensione sopportata del tessuto, possono essere originate
dall’applicazione ripetuta di carichi di minore intensità e comunque al di sopra
di un certo valore di soglia legato alla natura del materiale ed alla sua
resistenza a fatica. In particolare esperimenti compiuti su campioni di ossa in
vitro, hanno permesso di osservare che l’applicazione ripetuta di piccoli
carichi è sempre causa di microfratture che, mediamente, in un soggetto
normale vengono riassorbite mediante processi di rimodellamento osseo.