Nella riparazione chirurgica della valvola mitrale danneggiata (annuloplastica), l'anello di supporto montato attorno alla valvola deve distribuire in modo uniforme le sollecitazioni meccaniche a cui è sottoposto a ogni battito cardiaco: una distribuzione delle forze non ottimale riduce l'efficienza della valvola e la durata della riparazione nel tempo. Verificare quale geometria di anello garantisca davvero il comportamento meccanico desiderato richiede dati misurati direttamente su un cuore che batte, non solo una stima teorica basata su modello.
La soluzione consiste nell'integrare estensimetri miniaturizzati direttamente sul prototipo dell'anello, realizzato tramite prototipazione rapida in un materiale plastico scelto per massimizzare il rapporto segnale/rumore del sensore. I sensori vengono posizionati in quattro punti lungo la circonferenza dell'anello e collegati in configurazione a quarto di ponte a un sistema di acquisizione dati dedicato. Prima dell'impianto, ogni sensore viene calibrato contro un carico noto e sottoposto a una prova di risposta in frequenza, per verificare che la sua presenza non alteri il comportamento dinamico naturale della valvola.
L'anello strumentato viene quindi montato attorno alla valvola mitrale e i dati vengono acquisiti durante il normale battito cardiaco in un modello preclinico di dimensioni comparabili all'anulus valvolare umano adulto. L'analisi ha mostrato che la componente di deformazione circonferenziale rappresenta meno del 10% di quella dovuta a flessione perpendicolare al piano dell'anello: un sistema di calibrazione dedicato converte quindi la deformazione misurata localmente in una forza di richiamo effettiva sull'anello, permettendo un confronto diretto e quantitativo tra le diverse geometrie testate.
Questo approccio permette di confermare sperimentalmente, prima dello sviluppo clinico del dispositivo, quale configurazione geometrica riduce realmente le sollecitazioni sulla valvola mantenendo forze prossime allo zero, invece di affidarsi alla sola simulazione. Lo stesso metodo di validazione in vivo tramite estensimetri miniaturizzati è applicabile allo sviluppo preclinico di altri dispositivi impiantabili in cui il comportamento meccanico reale deve essere confermato sperimentalmente prima del passaggio alla fase clinica.
