Pepe, Valentina
(2019)
Development of procedures to perform nanoindentation tests on different bone structures.
[Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in
Ingegneria biomedica [LM-DM270] - Cesena
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Abstract
Negli ultimi anni, la nanoindentazione è emersa come potente tecnica per indagare le proprietà micromeccaniche dell'osso. L'indentazione consiste nel premere una punta rigida con una forza nota in un semispazio semi-infinito e nel misurare direttamente o indirettamente l'area di contatto. L'obiettivo principale di questo lavoro è stato quello di sviluppare una procedura per eseguire test di nanoindentazione al fine di studiare le proprietà elastiche e inelastiche di diverse strutture ossee. Dalle misure di nanoindentazione sono stati ricavati i valori di reduced modulus, hardness, indentation modulus ed elastic modulus. L'idea era di eseguire test di nanoindentazione sia per applicazioni precliniche che cliniche e per questo motivo, i tests sono stati effettuati sia su ossa di topo che su ossa umane affette da una particolare condizione patologica, chiamata Osteogenesi Imperfetta. È la prima volta che questi tests vengono eseguiti su tibie di topo, nello specifico su fette di quattro tibie di due ceppi (C57B1/6 e Balb/C), sia su osso corticale che trabecolare. Abbiamo trovato che il modulo elastico varia tra 16.50 ± 7.10 GPa (C57B1/6, osso trabecolare) e 25.08 ± 5.21 GPa (Balb/C, osso corticale). L’hardness varia tra 0.62 ± 0.27 GPa (C57B1/6, osso trabecolare) e 0.96 ± 0.20 GPa (Balb/C, osso corticale). Le nanoindentazioni sul campione di OI (proveniente dall’arto superiore) sono state condotte su diverse fette, per analizzare le potenziali differenze tra le due regioni e le quattro sezioni. Abbiamo trovato un modulo elastico di 12.14 ± 5.79 GPa e l’hardness di 0.49 ± 0.21 GPa. In conclusione, abbiamo sviluppato questo nuovo protocollo che può essere applicato a diversi lavori futuri. Ad esempio, per le applicazioni precliniche aumentando il numero di topi diversi o per applicazioni cliniche aumentando il numero dei campioni di OI, raccogliendo campioni con diversi tipi di OI, indagando l'effetto dei trattamenti o confrontando le ossa di OI con osso sano.
Abstract
Negli ultimi anni, la nanoindentazione è emersa come potente tecnica per indagare le proprietà micromeccaniche dell'osso. L'indentazione consiste nel premere una punta rigida con una forza nota in un semispazio semi-infinito e nel misurare direttamente o indirettamente l'area di contatto. L'obiettivo principale di questo lavoro è stato quello di sviluppare una procedura per eseguire test di nanoindentazione al fine di studiare le proprietà elastiche e inelastiche di diverse strutture ossee. Dalle misure di nanoindentazione sono stati ricavati i valori di reduced modulus, hardness, indentation modulus ed elastic modulus. L'idea era di eseguire test di nanoindentazione sia per applicazioni precliniche che cliniche e per questo motivo, i tests sono stati effettuati sia su ossa di topo che su ossa umane affette da una particolare condizione patologica, chiamata Osteogenesi Imperfetta. È la prima volta che questi tests vengono eseguiti su tibie di topo, nello specifico su fette di quattro tibie di due ceppi (C57B1/6 e Balb/C), sia su osso corticale che trabecolare. Abbiamo trovato che il modulo elastico varia tra 16.50 ± 7.10 GPa (C57B1/6, osso trabecolare) e 25.08 ± 5.21 GPa (Balb/C, osso corticale). L’hardness varia tra 0.62 ± 0.27 GPa (C57B1/6, osso trabecolare) e 0.96 ± 0.20 GPa (Balb/C, osso corticale). Le nanoindentazioni sul campione di OI (proveniente dall’arto superiore) sono state condotte su diverse fette, per analizzare le potenziali differenze tra le due regioni e le quattro sezioni. Abbiamo trovato un modulo elastico di 12.14 ± 5.79 GPa e l’hardness di 0.49 ± 0.21 GPa. In conclusione, abbiamo sviluppato questo nuovo protocollo che può essere applicato a diversi lavori futuri. Ad esempio, per le applicazioni precliniche aumentando il numero di topi diversi o per applicazioni cliniche aumentando il numero dei campioni di OI, raccogliendo campioni con diversi tipi di OI, indagando l'effetto dei trattamenti o confrontando le ossa di OI con osso sano.
Tipologia del documento
Tesi di laurea
(Laurea magistrale)
Autore della tesi
Pepe, Valentina
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
Nanoindentation,Osteogenesis Imperfecta,C57B1/6 and Balb/C,Cortical bone,Trabecular bone,Reduced modulus,Hardness
Data di discussione della Tesi
13 Marzo 2019
URI
Altri metadati
Tipologia del documento
Tesi di laurea
(NON SPECIFICATO)
Autore della tesi
Pepe, Valentina
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
Nanoindentation,Osteogenesis Imperfecta,C57B1/6 and Balb/C,Cortical bone,Trabecular bone,Reduced modulus,Hardness
Data di discussione della Tesi
13 Marzo 2019
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