Modellazione computazionale avanzata per il carico d'urto ad alta velocità

Lo scopo del presente studio è stato quello di indagare la dipendenza dal tasso di carico, la condivisione del carico e i meccanismi di lesione del rachide cervicale C2-C3. È stato costruito un modello bio-realistico ad elementi finiti dei legamenti, considerando una rappresentazione geometrica completa dei componenti a livello tissutale e delle leggi sui materiali che includono l'effetto della velocità di deformazione, la frattura dell'osso e la rottura dei legamenti. Il modello è stato convalidato per scenari di carico quasi statici e dinamici. Lo studio ha dimostrato quattro importanti risultati: 1) La risposta del segmento cervicale è dipendente dal tasso di deformazione, in quanto ha mostrato risposte distinte a diverse velocità di carico; 2) I legamenti sono la struttura portante principale per il carico in piano e fuori piano; 3) A seconda del tasso e della direzione di carico, i legamenti capsulari e le faccette articolari rappresentano siti vulnerabili e presentano un rischio di cedimento in caso di carico complesso da impatto. 4) Questo modello fornisce una dettagliata risposta biofidelica cinematica e locale dei tessuti fino al cedimento, consentendo di prevedere le lesioni in condizioni di lesioni maggiori e minori.