Electrospun Structures Made of a Hydrolyzed Keratin-Based Biomaterial for Development of in vitro Tissue Models

The aim of this study is the analysis and characterization of a hydrolyzed keratin-based biomaterial and its processing using electrospinning technology to develop in vitro tissue models. This biomaterial, extracted from poultry feathers, was mixed with type A porcine gelatin and cross-linked with γ-glycidyloxy-propyl-trimethoxy-silane (GPTMS) to be casted initially in the form of film and characterized in terms of swelling, contact angle, mechanical properties, and surface charge density. After these chemical-physical characterizations, electrospun nanofibers structures were manufactured and their mechanical properties were evaluated. Finally, cell response was analyzed by testing the efficacy of keratin-based structures in sustaining cell vitality and proliferation over 4 days of human epithelial, rat neuronal and human primary skin fibroblast cells

Progettazione e realizzazione di un tutore personalizzato per ginocchio varo ottenuto per additive manufacturing e provvisto di sensoristica indossabile per l’acquisizione di dati morfologici e cinematici

Tale lavoro si è proposto di valutare l’efficacia di tutori per gonartrosi con più alto livello di personalizzazione e di regolazione rispetto a quanto già presente in letteratura, raggiungibili con tecniche di scansione 3D e modellazione digitale. Il tutore è stato interamente realizzato con tecnologia FDM partendo da filamenti di acrilonitrile butadiene stirene (ABS), a seguito di dimensionamento meccanico a fatica paziente-specifico, progettazione CAD paziente-specifico e analisi statica agli elementi finiti (FEA) per validare il tutto. Inoltre, l’integrazione dell’opportuna sensoristica inerziale a 9-assi con due schede Arduino NANO 33 BLE ha permesso di valutare on-demand l’angolo patologico di varismo e cinematico di flesso-estensione, attribuendo potenzialmente all’ortesi un’utilità di monitoraggio diagnostico attraverso cui ottimizzare la spinta del tutore secondo necessità. È stata condotta un’analisi statica della durata di 1s e un’analisi dinamica lungo la durata di un ciclo completo del passo. In entrambe sono state valutate tre regolazioni di spinta del tutore e di ogni configurazione sono state eseguite tre ripetizioni. Per quanto riguarda i risultati dell’analisi ANOVA sulle prove statiche, l’angolo di varo-valgo assume valori significativamente diversi (p-value=0) al variare delle tre regolazioni del tutore, ed anche per quanto riguarda l’analisi derivante dalle prove dinamiche, l’angolo di varo-valgo assume valori significativamente diversi (p-value=1.19e-32) al variare delle tre regolazioni del giunto di varo-valgo. This work is aimed to evaluate the effectiveness of knee arthritis braces with a high level of customization and adjustment. It's achievable with 3D scanning and digital modeling techniques. The brace was entirely made with FDM technology starting from acrylonitrile butadiene styrene (ABS) filaments, then patient-specific mechanical fatigue sizing, patient-specific CAD design and static finite element analysis (FEA) to validate everything. In addition, the integration of the appropriate 9-axis inertial sensors, two Arduino NANO 33 BLE boards, makes possible to evaluate on-demand the pathological angle of varus and kinematic angle of flexion-extension. The orthosis assumes a monitoring utility, as well as of diagnostic. A static analysis of 1s duration and a dynamic analysis along the duration of a complete cycle of the step were conducted. In both, three brace thrust adjustments were evaluated and three repetitions were performed for each configuration. As regards the results of the ANOVA analysis on static tests, the varus-valgus angle assumes different values ​​(p-value = 0) as the three brace adjustments levels. Also as regards the analysis deriving from the tests dynamics, the varus-valgus angle assumes different values ​ (p value = 1.19e-32) as the three brace adjustments levels