Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
CURRICULUM VITAE
EMANUELE LUIGI CARNIEL
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
DATI ANAGRAFICI E PERSONALI
Nome:
Cognome:
Luogo e data di nascita:
Residenza:
Emanuele Luigi
Carniel
Fiorenzuola d'Arda (PC), 19 Maggio 1979
Via Bonente 3/2, 36020 Castegnero (VI)
Sede di afferenza:
Dipartimento di Ingegneria Industriale,
Università degli Studi di Padova
Via Marzolo 9, 35131 Padova
049 827 5589 − 049 827 5604
[email protected]
www.dii.unipd.it − www.cmbm.unipd.it
Indirizzo:
Tel. − Fax:
E-mail:
Web:
CURRICULUM BREVE
2003
2003
2006
2007
2009
2006-09
2009-11
2010-14
dal 2011
dal 2012
dal 2014
dal 2014
Laurea in Ingegneria dei Materiali, con votazione 110/110 e lode e menzione di merito della
commissione per il curriculum studiorum, conseguita presso l'Università degli Studi di Padova,
svolgendo la tesi dal titolo: “Formulazione numerica di modelli costitutivi per tessuti connettivi
molli: analisi del comportamento elastico non lineare, viscoelastico e di elastodanno in deformazioni finite”.
Abilitazione all'esercizio della professione di ingegnere.
Conseguimento del titolo di Dottore di Ricerca nell’ambito del Dottorato in Bioingegneria,
presso l’Università degli Studi di Padova, svolgendo la tesi dal titolo: “Formulation of constitutive models for the analysis of biomechanical behaviour of soft biological tissues”.
Titolare di assegno di ricerca presso il Dipartimento di Costruzioni e Trasporti dell’Università
degli Studi di Padova. Tema della ricerca: “Meccanica dei materiali biologici: formulazione costitutiva e modellazione numerica”.
Titolare di assegno di ricerca presso il Dipartimento di Costruzioni e Trasporti dell’Università
degli Studi di Padova. Tema della ricerca: “Meccanica dei materiali biologici: formulazione costitutiva e modellazione numerica”.
Professore a contratto per l’insegnamento “Elementi di biomeccanica”, Corso di Laurea Triennale Interfacoltà in Scienze Motorie, Università degli Studi di Padova, a.a. 2006/07, a.a.
2007/08 e 2008/09.
Professore a contratto per l’insegnamento “Biomeccanica”, Corso di Laurea in Scienze Motorie, Università degli Studi di Padova, a.a. 2009/10 e 2010/11.
Ricercatore nel raggruppamento scientifico disciplinare ING-IND/34 presso il Dipartimento di
Costruzioni e Trasporti, prima, e presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale, dopo,
dell’Università degli Studi di Padova.
Professore Aggregato nel raggruppamento scientifico disciplinare ING-IND/34 per
l’insegnamento di “Biomeccanica”, Corso di Laurea in Scienze Motorie, Università degli Studi
di Padova, a.a. 2011/12, 2012/13, 2013/14, 2014/15.
Componente del collegio dei docenti della Scuola di Dottorato in Ingegneria Industriale presso
l'Università degli Studi di Padova.
Ricercatore Confermato nel raggruppamento scientifico disciplinare ING-IND/34 presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Padova.
Abilitazione scientifica nazionale alla posizione di Professore Associato per il settore concorsuale 09/G2, Bioingegneria (tornata 2013).
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BIOGRAFIA
Emanuele Luigi Carniel, nato il 19 maggio 1979, consegue nel luglio 2003 la laurea in Ingegneria dei Materiali presso l'Università degli Studi di Padova, con votazione 110 e lode e menzione di merito della
commissione per il curriculum studiorum, discutendo una tesi inerente i temi della meccanica dei tessuti
biologici. Il Dottorato di Ricerca in Bioingegneria viene svolto presso l'Università degli Studi di Padova,
sviluppando attività inerenti la formulazione, identificazione parametrica e implementazione numerica di
modelli costitutivi interpretativi il comportamento meccanico di tessuti biologici molli. Il titolo di Dottore di
Ricerca viene conseguito nel dicembre 2006, discutendo una tesi dal titolo “Formulation of constitutive
models for the analysis of the mechanical behaviour of soft biological tissues”.
Successivamente al dottorato, l'attività viene proseguita nell’ambito di assegni di ricerca, collocati entro
progetti riguardanti la meccanica dei tessuti biologici e la biomeccanica computazionale. Nel novembre
2010 Emanuele Luigi Carniel risulta vincitore di un concorso per Ricercatore Universitario a tempo indeterminato nel settore scientifico disciplinare ING-IND/34, Bioingegneria Industriale, presso l'Università
degli Studi di Padova, entrando in ruolo nel 2010 e ricevendo conferma nel dicembre 2013. Nel dicembre
2014, Emanuele Luigi Carniel consegue l'abilitazione scientifica nazionale alla posizione di Professore
Associato per il settore concorsuale 09/G2, Bioingegneria (tornata 2013).
La ricerca scientifica viene sviluppata nel contesto multi-disciplinare del Centro interdipartimentale di ricerca di Meccanica dei Materiali Biologici (CMBM, www.cmbm.unipd.it) dell'Università degli Studi di Padova, avvalendosi delle relazioni nazionali ed internazionali e delle strumentazioni sperimentali e computazionali a disposizione. Le attività vengono condotte attraverso la collaborazione con ricercatori afferenti
a diverse discipline e segnatamente con differenti settori della medicina, della ingegneria, della chimica e
della matematica. I temi di ricerca, in generale inerenti la meccanica dei tessuti e delle strutture biologiche, vengono definiti considerando esigenze attuative in ambito medico/clinico, nonché in correlazione
con il contesto industriale. Le attività, sviluppate secondo un approccio integrato di tipo sperimentale e
computazionale, conducono alla definizione di modelli interpretativi la funzionalità meccanica di strutture
biologiche in condizioni sane e degenerate. I modelli trovano applicazione nello studio di procedure clinico-chirurgiche e di funzionalità di apparati protesici e biomedicali nei processi di interazione meccanica
con i tessuti biologici.
L’attività didattica viene sviluppata nell’ambito dei corsi di laurea in Scienze Motorie e di Bioingegneria,
come indicato nel seguito. Gli insegnamenti sono inquadrati nel contesto della biomeccanica, delle meccanica dei tessuti biologici e della biomeccanica computazionale, attraverso l'esposizione dei contenuti
fondamentali e di aspetti innovativi legati ai risultati della ricerca scientifica svolta.
Viene infine citata l'azione nell'ambito del trasferimento tecnologico, costantemente condotta e dimostrata da partecipazione a progetti e realizzazione di brevetti.
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ATTIVITÀ DIDATTICA
L’attività didattica viene svolta prevalentemente nel corso di Laurea in Scienze Motorie dell’Università
degli Studi di Padova. Interventi vengono attuati negli ambiti della Laurea Magistrale in Bioingegneria e
della Scuola di Dottorato in Ingegneria Industriale, presso l'Università degli Studi di Padova.
Con riferimento agli insegnamenti tenuti presso la Laurea in Scienze Motorie, questi sono collocabili nel
contesto più ampio delle collaborazioni instaurate con i gruppi di ricerca che operano, in particolare,
presso il Dipartimento di Scienze Biomediche ed il Dipartimento di Medicina Molecolare. L'azione è mirata al supporto ed alla diffusione delle discipline ingegneristiche e fisico-matematiche come contributo indispensabile alla formazione nel contesto biomedicale. Gli insegnamenti tenuti riguardano sia la definizione delle basi teoriche della biomeccanica, intesa in termini di meccanica dei tessuti biologici e di meccanica del sistema muscolo-scheletrico, sia l'illustrazione di metodi applicativi per lo studio del comportamento di tessuti e di strutture biologiche in conseguenza al gesto sportivo.
Gli interventi didattici presso la Laurea Magistrale in Bioingegneria e la Scuola di Dottorato in Ingegneria
Industriale fanno invece riferimento ad aspetti avanzati della meccanica dei materiali biologici e dei biomateriali. Essi riguardano lo sviluppo di formulazioni costitutive complesse e le metodiche per l'identificazione dei parametri associati, in relazione alla definizione di modelli computazionali.
A partire dall'a.a. 2015/16 è prevista l'attivazione dell'insegnamento di "Meccanica delle Strutture Biologiche" per gli studenti afferenti al Corso di Laurea Magistrale in Bioingegneria. L'insegnamento prevede
l'illustrazione di tematiche avanzate nel contesto della Bioingegneria meccanica, con particolare riferimento a formulazione, identificazione e validazione di modelli computazionali di strutture biologiche e loro applicazione in relazione ad esigenze di natura clinico-chirurgica.
Viene evidenziata infine la costante azione, in qualità di relatore o di co-relatore, nel supporto degli studenti impegnati nel lavoro di tesi e di dottorato.
Vengono nel seguito riportate indicazioni in merito agli interventi principali condotti a partire dalla presa
in servizio in qualità di ricercatore universitario, mentre esperienze precedenti sono state sviluppate in
qualità di professore a contratto.
Titolarità di insegnamenti nell’ambito di Corsi di Laurea dell’Università degli Studi di Padova
−
“Biomeccanica” (48 ore), Corso di Laurea in Scienze Motorie (ex DM 270/04, ord. 2013), Università
degli Studi di Padova, a.a. 2013/14, 2014/15.
−
“Laboratorio Biomeccanica” (24 ore, modulo all’interno dell’insegnamento di "Analisi del Movimento"),
Corso di Laurea in Scienze Motorie (ex DM 270/04, ord. 2013), Università degli Studi di Padova, a.a.
2013/14.
−
“Biomeccanica” (32 ore, modulo all’interno dell’omonimo insegnamento con responsabilità dell’intero
insegnamento), Corso di Laurea in Scienze Motorie (ex DM 270/04, ord. 2011), Università degli Studi
di Padova, a.a. 2011/12, 2012/13, 2013/14.
−
“Laboratorio Biomeccanica” (20 ore, modulo all’interno dell’omonimo insegnamento), Corso di Laurea
in Scienze Motorie (ex DM 270/04, ord. 2011), Università degli Studi di Padova, a.a. 2011/12,
2012/13.
Lezioni tenute nel contesto dell’attività formativa della Scuola di Dottorato in Ingegneria Industriale dell’Università degli Sudi di Padova
−
“Procedures for the identification of constitutive parameters”, nell’ambito del corso “Mechanics of
complex materials: constitutive formulation and numerical analysis”, a.a. 2011/12.
Collaborazione ad insegnamenti dell'ambito di Corsi di Laurea dell’Università degli Studi di Padova
−
Insegnamento di “Meccanica dei Tessuti Biologici”, Corso di Laurea Magistrale in Bioingegneria, Università degli Studi di Padova, a.a. 2011/12, 2012/13, 2013/14, 2014/15.
−
Insegnamento di “Biomeccanica Computazionale”, Corso di Laurea Magistrale in Bioingegneria, Università degli Studi di Padova, a.a. 2011/12, 2012/13, 2013/14, 2014/15.
Altri incarichi in ambito didattico
−
Collaborazione negli aspetti organizzativi del Corso di Laurea in Scienze Motorie presso l'Università
degli Studi di Padova in qualità di membro del Consiglio di Corso di Studi, della Commissione Didattica, della Commissione Tesi e della Commissione Riconoscimento Crediti, a.a. 2011/12, 2012/13,
2013/14, 2014/15.
−
Membro del Collegio docenti della Scuola di Dottorato in Ingegneria Industriale, Università degli Studi
di Padova, a partire dall'a.a. 2011/12. Supervisore di uno studente di dottorato iscritto al XXVIII ciclo.
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Attività di supervisione
Emanuele Luigi Carniel è stato relatore o correlatore di oltre 30 tesi di laurea negli ambiti della biomeccanica, meccanica dei tessuti biologici e biomeccanica computazionale, in riferimento principalmente ai
contesti della Laurea Triennale in Ingegneria Biomedica, della Laurea Magistrale in Bioingegneria e della
Laurea in Scienze Motorie.
a.a. 2003-2004
Isto-morfometria e meccanica dei tessuti connettivi molli: analisi biomeccanica funzionale dei legamenti crociati del ginocchio, Dèsirèe Cum, Laurea in Ingegneria
Biomedica, Università degli Studi di Padova
a.a. 2003-2004
Isto-morfometria e meccanica dei tessuti connettivi molli: analisi biomeccanica funzionale dei menischi, Giulio Dehesh, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università
degli Studi di Padova
a.a. 2003-2004
Isto-morfometria e meccanica dei tessuti connettivi molli: analisi biomeccanica funzionale del tendine patellare, Iacopo Grigolato, Laurea in Ingegneria Biomedica,
Università degli Studi di Padova
a.a. 2004-2005
Caratterizzazione biomeccanica del tessuto tendineo. Il tendine di Achille, Costanza D'Avanzo, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università degli Studi di Padova
a.a. 2004-2005
I tessuti del colon: caratterizzazione micro-strutturale e funzionalità biomeccanica,
Elena Greggio, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università degli Studi di Padova
a.a. 2004-2005
Procedimenti per l'identificazione di parametri per modelli costitutivi iperelastici di
tessuti biologici, Elisabetta Pompilio, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università
degli Studi di Padova
a.a. 2005-2006
Elaborazione di dati tomografici per la realizzazione di modelli virtuali solidi e loro
utilizzo ai fini della prototipazione rapida, Lorenzo Favarato, Laurea in Ingegneria
Biomedica, Università degli Studi di Padova
a.a. 2005-2006
Analisi della funzionalità biomeccanica del tessuto cartilagineo articolare. Valutazione dell'influenza di processi degenerativi dovuti ad invecchiamento e patologie,
Chiara Giulia Fontanella, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università degli Studi di
Padova
a.a. 2005-2006
Analisi della funzionalità biomeccanica di spaziatori vertebrali nel segmento lombare, Antonella Forestiero, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università degli Studi di
Padova
a.a. 2006-2007
Valutazione delle proprietà inerziali di una protesi per amputati transfemorali mediante analisi sperimentali, Giuliamarta Bottoni, Laurea in Ingegneria Biomedica,
Università degli Studi di Padova
a.a. 2006-2007
Studio della funzionalità del disco intervertebrale in condizioni sane e degenerate,
Federico Illesi, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università degli Studi di Padova
a.a. 2006-2007
Sistemi di fissazione vertebrale: analisi biomeccanica dei dispositivi in relazione ai
procedimenti chirurgici, Andrea Minio, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università
degli Studi di Padova
a.a. 2007-2008
Studi di anatomia funzionale riguardanti la cinematica del ginocchio, Marianna Finotto, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università degli Studi di Padova
a.a. 2007-2008
Analisi della risposta biomeccanica dei tessuti plantari: modellazione costitutiva ed
analisi numerica, Chiara Giulia Fontanella, Laurea Magistrale in Bioingegneria, Università degli Studi di Padova
a.a. 2007-2008
Procedure per la valutazione dei parametri costitutivi nell'analisi del comportamento
biomeccanico di tessuti biologici, Antonella Forestiero, Laurea Magistrale in Bioingegneria, Università degli Studi di Padova
a.a. 2007-2008
Formulazione costitutiva del tessuto osseo nei processi di interazione protesica,
Elena Greggio, Laurea Magistrale in Bioingegneria, Università degli Studi di Padova
a.a. 2007-2008
Isto-morfometria e meccanica di tessuti gastrointestinali: analisi sperimentale e
numerica, Cecilia Oteri, Laurea Magistrale in Bioingegneria, Università degli Studi
di Padova
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a.a. 2007-2008
Analisi del comportamento biomeccanico del tessuto osseo trabecolare in riferimento a processi elastici ed inelastici, Chiara Venturato, Laurea Magistrale in
Bioingegneria, Università degli Studi di Padova
a.a. 2008-2009
Morfometria e funzionalità biomeccanica delle componenti scheletriche del piede,
Enrico Casagrande, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università degli Studi di Padova
a.a. 2008-2009
Strutture legamentose nelle articolazioni del piede: analisi morfometrica, istologica
e della funzionalità biomeccanica, Alessandro Defendi, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università degli Studi di Padova
a.a. 2008-2009
Valutazione della funzionalità meccanica dei materiali polimerici adottati nel prodotto calzaturiero, Alice Palliotto, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università degli
Studi di Padova
a.a. 2008-2009
Analisi della morfometria e della funzionalità biomeccanica delle strutture muscolari
e tendinee del piede, Mauro Zanardini, Laurea in Ingegneria Biomedica, Università
degli Studi di Padova
a.a. 2010-2011
Snowboard: studio sulla potenza meccanica degli arti inferiori nel freestyle maschile, disciplina big-air, Davide Bressan, Laurea in Scienze Motorie, Università degli
Studi di Padova
a.a. 2010-2011
La spalla del lanciatore: aspetti fisiologici e biomeccanici, Marco Gallo, Laurea in
Scienze Motorie, Università degli Studi di Padova
a.a. 2011-2012
Analisi del comportamento biomeccanico di tessuti del tratto gastrointestinale mediante un approccio combinato di tipo sperimentale e computazionale, Alessandro
Frigo, Laurea Magistrale in Bioingegneria, Università degli Studi di Padova
a.a. 2012-2013
Configurazione strutturale della scarpa da corsa: influenza dei materiali costituenti,
Laura Boridgnon, Laurea in Scienze Motorie, Università degli Studi di Padova
a.a. 2012-2013
Stati di pretensionamento in tessuti di organi cavi: analisi costitutiva e strutturale,
Stefano Mandija, Laurea Magistrale in Bioingegneria, Università degli Studi di Padova
a.a. 2012-2013
Analisi del comportamento meccanico dell'arto superiore durante l'esercizio fisico
con applicazione a curl con manubrio, Alessandra Marin, Laurea in Scienze Motorie, Università degli Studi di Padova
a.a. 2012-2013
Analisi del comportamento meccanico dell'arto inferiore durante l'esercizio fisico
con applicazione a leg press, Silvia Pasin, Laurea in Scienze Motorie, Università
degli Studi di Padova
a.a. 2013-2014
Analysis of structural configuration and mechanical properties of male urethral tissues, Yochai Avital, Laurea Medicina Veterinaria, Università degli Studi di Padova
a.a. 2014-2015
Mountain bike e materiali avanzati: analisi biomeccanica dei processi di interazione
tra attrezzo sportivo e sistema muscolo-scheletrico, Marco Panzavolta, Laurea in
Scienze Motorie, Università degli Studi di Padova
Emanuele Luigi Carniel è stato co-supervisore di due tesi di dottorato nel ciclo XXIV (Dott.ssa Antonella
Forestiero, Dott.ssa Chiara Giulia Fontanella), ed è supervisore di un una tesi di dottorato del XXVIII ciclo (Dott. Alessandro Frigo), tutte inquadrate nel contesto della scuola di Dottorato in Ingegneria Industriale presso l'Università degli Studi di Padova.
Emanuele Luigi Carniel è stato referente per un Assegno Junior di durata complessivamente triennale.
Risulta attualmente referente per un Assegno Junior di durata annuale.
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ATTIVITÀ DI RICERCA SCIENTIFICA
Sintesi delle attività di ricerca
L'attività di ricerca scientifica viene condotta entro ambiti caratterizzanti il settore scientifico disciplinare
ING-IND/34, Bioingegneria Industriale, in riferimento ai temi principali della meccanica dei tessuti e delle
strutture biologiche, seguendo un approccio di tipo sperimentale e computazionale integrato. Gli argomenti specifici di indagine sono definiti in relazione ai settori della ricerca sviluppati presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII) dell'Università degli Studi di Padova, in attinenza al contesto del Centro
interdipartimentale di ricerca di Meccanica dei Materiali Biologici (CMBM, www.cmbm.unipd.it).
L’attività di ricerca è intesa alla valutazione della funzionalità meccanica di tessuti e strutture biologiche,
in riferimento a condizioni sane e degenerate. Lo studio ha luogo secondo un approccio multidisciplinare, integrando i temi della meccanica, della scienza dei materiali, delle scienze biomediche in
generale ed in diretta correlazione con l’attività clinico-chirurgica, attraverso le metodiche dell'analisi sperimentale e computazionale. L’azione è complessivamente rivolta alla identificazione di modelli interpretativi la funzionalità biomeccanica di strutture biologiche, con riguardo alla pianificazione di procedure
clinico-chirurgiche, la progettazione e validazione di apparati protesici, chirurgici e biomedicali. A tale
proposito viene evidenziata la collaborazione con il contesto industriale biomedicale, per l’identificazione,
progettazione e validazione di dispositivi.
Vengono proposte alcune note esplicative la strutturazione della attività in senso generale. Viene studiata la configurazione istologica e morfometrica dei tessuti e delle strutture biologiche, effettuando la caratterizzazione meccanica attraverso la pianificazione e lo sviluppo di specifiche analisi sperimentali. I dati
conseguiti costituiscono la base per la definizione di modelli costituitivi, atti a descrivere il comportamento meccanico dei tessuti biologici e da applicare nella realizzazione di modelli numerici interpretativi la risposta meccanica delle strutture biologiche correlate. L'identificazione e la validazione dei modelli viene
realizzata attraverso il confronto tra risultati derivanti dagli studi sperimentali e numerici. A tal proposito,
viene citata l'ampia attività sviluppata in riferimento alla definizione di procedure per l'identificazione dei
parametri costitutivi, basata sulla analisi di dati da prove sperimentali meccaniche. La procedura richiede
la definizione di algoritmi di ottimizzazione finalizzati a minimizzare la discrepanza tra risultati sperimentali e di modello. Vengono evidenziati i recenti sforzi sviluppati nel contesto sperimentale e finalizzati alla
possibilità di conseguire le informazioni necessarie ai fini della identificazione e validazione delle formulazioni. L'azione richiede la pianificazione e lo sviluppo completo delle attività sperimentali, considerando
le fasi di prelievo dei campioni di tessuto e/o struttura biologica, la loro corretta conservazione, la progettazione degli apparati sperimentali e delle condizioni di prova, lo sviluppo delle prove sperimentali e l'elaborazione critica dei dati conseguiti.
L’attività correlatala ai temi della biomeccanica computazionale attiene allo sviluppo di analisi nell’ambito
non lineare per materiale e geometria accoppiati. La complessità dei temi e la correlata onerosità della
computazione implicano l’impiego di rilevanti risorse per il calcolo e sono collocabili in un ambito avanzato negli studi di meccanica computazionale. Le risorse vengono reperite nell’ambito del CMBM e nel
supporto offerto da centri nazionali ed internazionali di calcolo parallelo.
Gruppo di ricerca di appartenenza
Le attività, in riferimento alla molteplicità di competenze richieste, sono condotte attraverso un approccio
multi-disciplinare, che vede coinvolti membri del DII e del CMBM presso l'Università di Padova, in primo
luogo, e quindi ricercatori afferenti ad ulteriori strutture di ricerca nazionali ed internazionali. Viene citata
in proposito la configurazione multi-disciplinare del CMBM, che accorpa competenze definite sia nei settori dell'ingegneria e delle scienze, che della medicina e della chirurgia, prevedendo la disponibilità di
strumenti per il calcolo scientifico e per l'analisi sperimentale, nonché un'ampiezza di collaborazioni instaurate nel corso degli anni.
Collaborazioni nazionali ed internazionali
Risultano numerose le collaborazioni instaurate entro l'Università degli Studi di Padova, in relazione sia
al contesto ingegneristico, ma altresì biomedico e clinico-chirurgico. Vengono citate in proposito le attività sviluppate in collaborazione con il Prof. Carmelo Majorana, in riferimento alla meccanica computazionale, il Prof. Vito di Noto, il Prof. Paolo Colombo ed il Prof. Michele Modesti, in relazione ai temi della chimica e della scienza dei materiali, il Prof. Carlo Reggiani, in merito alla fisiologia ed alle scienze biomediche in generale, il Prof. Raffaele de Caro, in riferimento ai temi dell’anatomia, il Prof. Stefano Merigliano, per quanto riguarda lo studio delle procedure clinico-chirurgiche, il Prof. Roberto Busetto, in relazione
alla sperimentazione animale.
In merito alle cooperazioni instaurate a livello nazionale ed internazionale, in qualità di collaboratore
scientifico ed attraverso il CMBM, si citano, a titolo di riferimento, l'Università di Amburgo (Prof. C. Kober), Germania, in merito alla meccanica del tessuto osseo, l'Università di Ulm (Prof. F.G. Sander), Germania, e l'Università di Bonn (Prof. C. Bourauel), Germania, in merito alla biomeccanica dentale, la
Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa (Prof. C. Stefanini) e l'Università di Aalborg (Prof. H. Gregersen),
Danimarca, in merito alla meccanica del tratto gastrointestinale, l'Università di Calgary (Prof. J. Miller-
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Young), Canada, e la Technical University of Denmark (Prof. J.E. Wilhjelm) in merito alla meccanica dei
tessuti dell'arto inferiore.
Contesti di sviluppo delle attività di ricerca
Nel seguito vengono riportate note di maggiore dettaglio in riferimento ai principali contesti di studio che
sono stati affrontati. Vengono in primo luogo riportate indicazioni in merito alle attività inerenti la meccanica dei tessuti biologici, in considerazione dello sviluppo e della identificazione parametrica di formulazioni costitutive per tessuti duri e per tessuti molli. Vengono poi illustrate le analisi condotte nel contesto
della meccanica delle strutture biologiche, quale ambito attuativo delle formulazioni sviluppate.
Le attività sono state condotte attraverso un lavoro multi-disciplinare, sviluppato nel contesto del Centro
interdipartimentale di ricerca di Meccanica dei Materiali Biologici e coordinato dal Prof. Arturo N Natali.
Le attività, in funzione delle diverse competenze richieste, hanno visto il coinvolgimento propositivo e attivo di membri del CMBM, in primo luogo, e quindi ricercatori afferenti all'Università degli Studi di Padova, nonché altri atenei e centri di ricerca nazionali ed internazionali, coinvolgimenti questi resi possibili
dalla ampia rete di accordi e collaborazioni instaurate negli anni dal CMBM.
Le attività vengono descritte con l'obiettivo di riportare una visione completa e generale dei temi trattati. Il
contributo personale riguarda principalmente gli aspetti inerenti la definizione e formulazione di modelli
meccanici interpretativi la funzionalità meccanica di tessuti e strutture biologiche, l'individuazione e l'applicazione di strategie per l'identificazione dei parametri associati, prendendo in considerazione quindi
aspetti inerenti la definizione, pianificazione e progettazione di campagne sperimentali, la validazione
generale dei modelli e l'applicazione degli stessi ai fini interpretativi e previsionali.
In calce ad ogni paragrafo esplicativo delle linee di ricerca sono riportati i risultati delle attività pubblicistiche alla data odierna.
Meccanica dei tessuti duri
L'analisi del comportamento meccanico del tessuto osseo, sia di tipo corticale che trabecolare, è stata
condotta in relazione allo sviluppo di modelli numerici di elementi scheletrici, finalizzati allo studio della
funzionalità meccanica di specifici distretti anatomici, anche in relazione alla presenza di sistemi protesici. La caratterizzazione del comportamento meccanico del tessuto osseo ha avuto luogo prendendo in
considerazione aspetti tipici, quali l'elasticità anisotropa, la dipendenza dal tempo della risposta meccanica, lo sviluppo di deformazioni permanenti, portando alla definizione di una formulazione costitutiva di
tipo visco-elasto-plastico. L'identificazione dei parametri costitutivi e la valutazione di affidabilità ha avuto
luogo mediante l'analisi di dati da prove sperimentali, queste riferite sia a precedenti collaborazioni instaurate dal CMBM con l'Università di Riga (Lettonia), sia specificatamente sviluppate in collaborazione
l'Università di Amburgo (Germania).
In riferimento allo studio di funzionalità di elementi scheletrici, ulteriore tema di indagine ha riguardato la
valutazione della distribuzione delle proprietà meccaniche entro l'elemento scheletrico stesso. A tal proposito, sono stati definiti ed implementati specifici algoritmi in grado di procedere alla distribuzione non
omogenea delle proprietà meccaniche entro l'elemento scheletrico, con particolare riferimento a costanti
elastiche e direzioni di anisotropia.
Vengono citati gli studi precedentemente condotti nell'ambito della funzionalità di sistemi protesici, ambito per il quale le tematiche della meccanica dei tessuti duri hanno trovato primo sviluppo e ampia attuazione. Le analisi sono state condotte nell'ambito dell'implantologia dentale, in relazione alla valutazione
dei processi di interazione tra tessuto ed impianto, facendo riferimento a procedure e metodi tipici della
prassi chirurgica, con l'obiettivo di una valutazione di affidabilità ed ottimizzazione di strumenti e procedure. Attualmente, le procedure e gli algoritmi sviluppati nell'ambito della meccanica dei tessuti duri trovano applicazione nello studio del comportamento meccanico di strutture ossee dell'arto inferiore.
Articoli su rivista internazionale
1. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Modelling of mandible bone properties in the numerical analysis of oral implant biomechanics, Computer Methods and Programs in Biomedicine, Vol. 199, 158-165, 2010. ISSN: 01692607.
2. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Investigation of viscoelastoplastic response of bone tissue in oral implants
press fit process, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, Vol. 91, 868-875, 2009.
ISSN: 1552-4973.
3. A.N. Natali, E.L. Carniel, C. Venturato, P.G. Pavan, Investigation of trabecular bone tissue mechanics with regard
to visco-elasto-plastic response, Russian Journal of Biomechanics, Vol. 13(3), 19-30, 2009. ISSN: 1812-5123.
4. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Constitutive modelling of inelastic behaviour of cortical bone, Medical Engineering & Physics, Vol. 30(7), 905-912, 2008. ISSN: 1350-4533.
Atti di congresso
1. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Inelastic behaviour of bone tissue in interaction processes with dental implants, 2010, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2010, Torino, Italy, 393-394. ISBN: 9788855530828.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
2. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Dental implants biomechanics: evaluation of bone inelastic phenomena,
2008, 16th European Society of Biomechanics Conference, Lucerne, Switzerland, Journal of Biomechanics, Vol.
41, S340-S340. ISSN: 0021-9290.
3. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Constitutive modelling and parameters identification for inelastic behaviour
of cortical bone tissue, 2008, 16th European Society of Biomechanics Conference, Lucerne, Switzerland, Journal
of Biomechanics, Vol. 41, S15-S15. ISSN: 0021-9290.
4. A. Krajewski, A. Ravaglioli, A.N. Natali, E.L. Carniel, Ceramic spacers for spine surgery using hydroxyapatite and
glass-ceramic coatings, 2007, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 263-265. ISBN: 9788880800859.
Meccanica dei tessuti molli
L'analisi del comportamento meccanico dei tessuti molli ha avuto luogo secondo un approccio accoppiato di tipo sperimentale e computazionale, portando alla definizione di formulazioni costitutive e alla generazione di modelli numerici per lo studio di specifici temi. A tal proposito si citano la valutazione della
mobilità dentale, l'analisi dei processi di interazione tra tessuti e strumentazioni per la diagnostica e la
chirurgia del tratto gastrointestinale, lo studio di sistemi e procedure per il trattamento dell'incontinenza
urinaria, la progettazione di ortesi interagenti con l'arto inferiore.
La definizione delle formulazioni costitutive ha permesso di interpretare le caratteristiche peculiari del
comportamento meccanico dei tessuti molli, quali l'anisotropia, la non linearità per geometria, l'elasticità
non-lineare, lo sviluppo di processi dissipativi associati a viscosità e danno. Sono state definite specifiche formulazioni iperelastiche nell'ambito della teoria dei materiali compositi fibro-rinforzati, per procedere successivamente alla introduzione di variabili viscose e di danno. Particolare attenzione è stata rivolta
alla definizione di procedure per l'identificazione dei parametri costitutivi sulla base dell'analisi comparativa con dati dedotti da prove sperimentali. A tal proposito, sono state considerate le problematiche legate all'unicità dei parametri e la stabilità della formulazione. In riferimento all'unicità, si è provveduto alla
definizione di correlazioni tra formulazione costitutiva e numerosità di condizioni sperimentali indipendenti che devono essere esaminate. Per quanto concerne invece la stabilità, si è provveduto alla individuazione di specifiche restrizioni cui i parametri devono soddisfare. Le attività di natura sperimentale sono
state condotte avvalendosi sia di strumentazione disponibile presso il CMBM, sia di collaborazioni instaurate dal CMBM con altri gruppi di ricerca, quali l'Università di Ulm (Germania), l'Università di Bonn
(Germania), in riferimento alla meccanica del legamento parodontale, la Scuola Superiore Sant'Anna di
Pisa e l'Università di Aalborg (Danimarca), in riferimento alla meccanica dei tessuti del tratto gastrointestinale, l'Università di Firenze, l'Università di Calgary (Canada) e la Technical University of Denmark in riferimento alla meccanica dei tessuti dell'arto inferiore.
In riferimento alla costruzione di modelli solidi e numerici di elementi e strutture biologiche costituite da
tessuti molli, questa ha avuto luogo attraverso l'elaborazione di immagini da risonanza magnetica e da
tomografia computerizzata, opportunamente integrate mediante rilevamenti istologici. Nella definizione
della funzionalità meccanica dei tessuti molli, aspetto essenziale è rappresentato dalla corretta identificazione delle direzioni di anisotropia, associate alla conformazione delle componenti fibrose. A tal proposito sono stati sviluppati specifici algoritmi, basati sull'analisi di dati inerenti la conformazione tessutale, opportunamente integrati mediante considerazioni di natura meccanica.
Articoli su rivista internazionale
1. C.G. Fontanella, F. Nalesso, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical behavior of plantar fat pad in healthy and
degenerative conditions, Medical & Biological Engineering & Computing, Accepted. ISSN: 1741-0444.
2. A.N. Natali, A. Audenino, W. Artibani, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, E. Zanetti, Biomechanical behavior of bladder: experimental tests and constitutive formulation, Journal of Biomechanics, In Press. ISSN: 0021-9290.
3. E.L. Carniel, V. Gramigna, C.G. Fontanella, A. Frigo, C. Stefanini, A. Rubini, A.N. Natali, Characterization of the
anisotropic mechanical behaviour of colon tissues: experimental activity and constitutive formulation, Experimental Physiology, Vol. 99, 759-771, 2014. ISSN: 1469-445X.
4. E.L. Carniel, V. Gramigna, C.G. Fontanella, C. Stefanini, A.N. Natali, Constitutive formulations for the mechanical
investigation of colonic tissues, Journal of Biomedical Materials Research Part A, Vol. 102A, 1243-1254, 2014.
ISSN: 1552-4965.
5. E.L. Carniel, V. Gramigna, C.G. Fontanella, C. Stefanini, A.N. Natali, Analysis of the passive mechanical behaviour of taeniae coli: experimental and numerical approach, Journal of Mechanics in Medicine and Biology, Vol. 14,
1450012:1-19, 2014. ISSN: 1793-6810.
6. A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical behaviour of ankle ligaments: contitutive formulation and
numerical modelling, Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, Vol. 17, 395-404, 2014.
ISSN: 1025-5842.
7. C. Venturato, P.G. Pavan, A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of the biomechanical behaviour of
articular cartilage in hindfoot joints, Acta of Bioengineering and Biomechanics, Vol. 16, 2014. ISSN: 1509-409X.
8. E.L. Carniel, C.G. Fontanella, C. Stefanini, A.N. Natali, A procedure for the computational investigation of stress
relaxation phenomena, Mechanics of Time-Dependent Materials, Vol. 17, 25-38, 2013. ISSN: 1385-2000.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
9. A. Forestiero, E.L. Carniel, C. Venturato, A.N. Natali, Investigation of the biomechanical behaviour of hindfoot
ligaments, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H, Journal of Engineering in Medicine,
Vol. 227, 683-692, 2013. ISSN:0954-4119.
10. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, Constitutive formulation and numerical analysis of the heel pad region,
Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, Vol. 15, 401-409, 2012. ISSN: 1025-5842.
11. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, J. Miller-Young, Biomechanical behavior of heel pad tissues: experimental testing, constitutive formulation and numerical modeling, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H, Journal of Engineering in Medicine, Vol. 225, 449-459, 2011. ISSN: 0954-4119.
12. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, Constitutive formulation and analysis of heel pad tissues mechanics,
Medical Engineering and Physics, Vol. 32, 516-522, 2010. ISSN: 1350-4533.
13. A.N. Natali, A. Forestiero, E.L. Carniel, Parameters identification in constitutive models for soft tissues mechanics,
Russian Journal of Biomechanics, Vol. 13(4), 29-39, 2009. ISSN: 1812-5123.
14. A.N. Natali, E.L. Carniel, H. Gregersen, Biomechanical behaviour of oesophageal tissues: material and structural
configuration, experimental data and constitutive analysis, Medical Engineering & Physics, Vol. 31, 1056-1062,
2009. ISSN: 1350-4533.
15. C. Stecco, P.G. Pavan, A. Porzionato, V. Macchi, L. Lancerotto, E.L. Carniel, A.N. Natali, R. De Caro, Mechanics
of crural fascia: from anatomy to constitutive modelling, Surgical and Radiologic Anatomy, Vol. 31, 523-529, 2009.
ISSN: 0930-1038.
16. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, F.G. Sander, C. Dorow, M. Geiger, A visco-hyperelastic-damage constitutive model for the analysis of the biomechanical response of the periodontal ligament, Journal of Biomechanical
Engineering – Transactions of the ASME, Vol. 130(3), Article number 031004, 2008. ISSN: 0148-0731.
17. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, P. Dario, I. Izzo, Characterization of soft tissue mechanics with ageing,
IEEE Engineering and Medicine in Biology Magazine, Vol. 27(49), 15-22, 2008. ISSN: 0739-5175.
18. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, M.E. Lucisano, G. Taglialavoro, Anisotropic elasto-damage constitutive
model for the biomechanical analysis of tendons, Medical Engineering and Physics, Vol. 27, 209-214, 2005.
ISSN: 1350-4533.
19. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, Damage phenomena in anisotropic soft biological tissues: a constitutive
formulation, Russian Journal of Biomechanics, Vol. 8(3), 43-60, 2004. ISSN: 1812-5123.
20. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, C. Dorow, Visco-elastic response of the periodontal ligament: an experimental-numerical analysis, Connective Tissue Research, Vol. 45, 222-230, 2004. ISSN: 0300-8207.
21. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, C. Dorow, A transversally isotropic elasto-damage constitutive model for the
periodontal ligament, Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, Vol. 6, Issue 5-6, 329336, 2003. ISSN: 1025-5842.
Atti di congresso
1. E.L. Carniel, C.G. Fontanella, A.N. Natali, Mechanical behaviour of the heel pad in healthy and degenerative conditions, 2014, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy.
2. A. Frigo, E.L. Carniel, V. Gramigna, M. Mencatelli, G. Bonsignori, G. Favaro, C. Stefanini, A.N. Natali, Investigation of gastrointestinal tissues and structures biomechanical response, 2014, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy.
3. A. Forestiero, E.L. Carnie, A.N. Natali, Biomechanical behaviour of the foot ankle ligaments, 2014, Congresso
Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy.
4. E.L. Carniel, A.N. Natali, Constitutive analysis of gastrointestinal tissues: experimental activity and model formulation, 2012, Multiphysics numerical modeling and computational strategies, Padova, Italy, 71-74.
5. E.L. Carniel, A.N.Natali, Constitutive models for the investigation of biomechanical functionality of colon region,
2012, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 79-80, ISBN: 9788855531825.
6. A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Analysis of the biomechanical behaviour of the ankle ligaments, 2012,
Congresso Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 123-124, ISBN: 9788855531825.
7. C. Venturato, P.G. Pavan, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of biomechanical behaviour of hindfoot cartilaginous tissues, 2012, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 171-172, ISBN: 9788855531825.
8. C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical investigation of the heel pad tissues, 2012, Congresso
Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 126-127, ISBN: 9788855531825.
9. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A. Forestiero, Biomechanical behaviour of heel pad tissues: constitutive
formulation and analysis, 2010, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2010, Torino, Italy, 395-396. ISBN:
9788855530828.
10. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, C. Oteri, Biomechanical behaviour of esophageal tissues: constitutive model
and parameters identification, 2008, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2008, Pisa, Italy, 429-430. ISBN:
9788855529839.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
11. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, C. Stecco, R. De Caro, V. Macchi, A. Porzio-nato, Mechanical behaviour of
crural fascia: from anatomical and histological observation to constitutive modelling, 2008, Congresso Nazionale
di Bioingegneria 2008, Pisa, Italy, 433-434. ISBN: 9788855529839.
12. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, P. Dario, I. Izzo, Mechanical characterisation of soft tissue mechanics with
aging, 2008, 6th International Conference of the International Society for Gerontechnology, Pisa, Italy, Gerontechnology, Vol. 022, 1-4. ISSN: 1569-1101.
13. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, An anisotropic and visco-elastic constitutive model including damage phenomena and its application to the mechanical response of the periodontal ligament, 2006, 5th Word Congress of
Biomechanics, Munich, Germany, Journal of Biomechanics, Vol. 39, S202. ISSN: 0021-9290.
14. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, P. Dario, I. Izzo, A. Menciassi, Biomechanical modelling of colon tissues,
2006, 5th Word Congress of Biomechanics, Munich, Germany, Journal of Biomechanics, Vol. 39, S648. ISSN:
0021-9290.
15. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Considerations on constitutive modelling of soft connective tissues with regard to damage phenomena, 2005, The Finite Element Method in Biomedical Engineering, Biomechanics and Related Fields, Ulm, Germany, 80-87. ISBN: 3980618382.
16. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, An elasto-damage constitutive model for the mechanical behaviour of the
periodontal ligament, 2004, 14th European Society of Biomechanics Conference, s-Hertogenbosch, The Netherlands.
17. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Hyperelastic modelling of soft connective tissues mechanical response,
2004, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 375-380. ISBN: 8880800566.
Meccanica delle strutture biologiche: meccanica dentale
Gli studi condotti nell'ambito della meccanica dentale hanno riguardato l'analisi di problemi inerenti sia la
protesica, sia la mobilità dentale.
Con riferimento ai temi dell'implantologia, le analisi hanno fatto riferimento a procedure e metodi tipici
della prassi chirurgica, con l'obiettivo di una valutazione di affidabilità ed ottimizzazione di strumenti e
procedure stesse. A tal proposito, sono stati sviluppati modelli computazionali rappresentativi il distretto
mandibolare in correlazione con sistemi implantari singoli e multipli. Le analisi hanno interessato anzitutto la valutazione degli stati tensionali indotti entro il tessuto osseo in conseguenza ad azioni di pressfit,
dovute all'inserimento di un impianto entro il sito chirurgico. La configurazione del sito è definita in modo
da permettere il conseguimento di una condizione di stabilità primaria, ma nel contempo può comportare
l'insorgere di fenomeni di degenerazione del tessuto osseo a causa di sovra-sollecitazione. Le analisi
numeriche condotte sono state finalizzate alla valutazione dello stato tenso-deformativo indotto entro il
tessuto osseo in riferimento a condizioni di pressfit generalmente adottate nella prassi clinico-chirurgica.
In riferimento ai sistemi implantari multipli, l'attenzione è stata rivolta alla analisi di condizioni di mis-fit, le
quali si verificano in conseguenza all'accoppiamento di impianti mediante barre che non presentano una
perfetta corrispondenza geometrica rispetto alla locazione degli impianti stessi. Tale condizione può
comportare l'insorgere entro il tessuto osseo di stati tensionali eccessivi. Le analisi numeriche sono state
condotte ai fini della valutazione della correlazione tra livello di mis-fit e campo tensionale, con l'obiettivo
di individuare il livello di accuratezza secondo cui le barre di accoppiamento devono essere realizzate.
Infine, in relazione sia a sistemi implantari singoli che multipli, sono state condotte analisi numeriche finalizzate alla valutazione di funzionalità in conseguenza all'applicazione di carichi masticatori ed occlusali, prendendo in considerazione di diversi livelli di integrazione tessuto-impianto. Tali analisi hanno
permesso la valutazione di affidabilità dei sistemi implantari analizzati.
Ulteriore campo di studio nell'ambito della meccanica dentale ha riguardato l'analisi della mobilità, quale
tema rilevante ai fini della valutazione di funzionalità delle dentizione naturale, nonché prerequisito per
l'analisi dei processi meccanici che si vengono ad innescare in conseguenza a trattamenti ortodontici.
Nella valutazione della mobilità dentale assume fondamentale importanza la caratterizzazione meccanica del legamento parodontale. L'analisi dei dati sperimentali, conseguiti in collaborazione con l'Università
di Ulm (Germania) e l'Università di Bonn (Germania), ha evidenziato le caratteristiche di anisotropia, elasticità non-lineare e dipendenza dal tempo della risposta meccanica. Ulteriori sperimentazioni, finalizzate
alla valutazione del comportamento del tessuto qualora soggetto a processi degenerativi, hanno mostrato la suscettibilità del tessuto a fenomeni di danno. Sono state quindi sviluppate specifiche formulazioni
in riferimento a modelli iperelastici anisotropi, visco-iperelastici e di elasto-danno. Per una più completa
interpretazione dei fenomeni, si è poi proceduto alla formulazione di un modello più generale, capace di
interpretare contemporaneamente l'influenza di fenomeni viscosi e di danno.
Articoli su rivista internazionale
1. E. Bressan, D. Lopis, C. Tomasi, S. Ricci, M. Stocchero, E.L. Carniel, Experimental and computational investigation of Morse taper conometric system reliability for the definition of fixed connections between dental implants
and prostheses, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine, Vol. 228, 674-681. ISSN:0954-4119.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
2. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Modelling of mandible bone properties in the numerical analysis of oral implant biomechanics, Computer Methods and Programs in Biomedicine, Vol. 199, 158-165, 2010. ISSN: 01692607.
3. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Investigation of viscoelastoplastic response of bone tissue in oral implants
press fit process, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, Vol. 91, 868-875, 2009.
ISSN: 1552-4973.
4. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Numerical analysis of biomechanical response of a dental prosthesis with
regard to bone-implant adhesion phenomena, Journal of Adhesion Science and Technology, Vol. 23, 1187-1199,
2009. ISSN: 0169-4243.
5. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Dental implants press fit phenomena: biomechanical analysis considering
bone inelastic response, Dental Materials, Vol. 25, 573-581, 2009. ISSN: 0109-5461.
6. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Constitutive modelling of inelastic behaviour of cortical bone, Medical Engineering & Physics, Vol. 30(7), 905-912, 2008. ISSN: 1350-4533.
7. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, F.G. Sander, C. Dorow, M. Geiger, A visco-hyperelastic-damage constitutive model for the analysis of the biomechanical response of the periodontal ligament, Journal of Biomechanical
Engineering – Transactions of the ASME, Vol. 130(3), Article number 031004, 2008. ISSN: 0148-0731.
8. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Investigation of bone inelastic response in interaction phenomena with dental implants, Dental Materials, Vol. 24(4), 561-569, 2008. ISSN: 0109-5461.
9. A.N. Natali, A. Gasparetto, E.L. Carniel, P.G. Pavan, S. Fabbro, Interaction phenomena between oral implants
and bone tissue in single and multiple implant frames under occlusal loads and misfit condition: a numerical approach, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, Vol. 83B(2), 332-339, 2007.
ISSN: 1552-4973.
10. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, C. Bourauel, A. Ziegler, L. Keilig, Experimental-numerical analysis of multirooted tooth, Journal of Biomechanics, Journal of Biomechanics, Vol. 40(8), 1701-1708, 2007. ISSN: 0021-9290.
11. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, C. Dorow, Visco-elastic response of the periodontal ligament: an experimental-numerical analysis, Connective Tissue Research, Vol. 45, 222-230, 2004. ISSN: 0300-8207.
12. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, C. Dorow, A transversally isotropic elasto-damage constitutive model for the
periodontal ligament, Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, Vol. 6, Issue 5-6, 329336, 2003. ISSN: 1025-5842.
Atti di congresso
1. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Inelastic behaviour of bone tissue in interaction processes with dental implants, 2010, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2010, Torino, Italy, 393-394. ISBN: 9788855530828.
2. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Investigation of bone-implant adhesion effects by using numerical methods,
2009, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 286-293. ISBN: 9788880801115.
3. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Non-linear analysis of preload effects on the mechanical behaviour of oral
implants, 2008, 16th European Society of Biomechanics Conference, Lucerne, Switzerland, Journal of Biomechanics, Vol. 41, S343-S343. ISSN: 0021-9290.
4. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Dental implants biomechanics: evaluation of bone inelastic phenomena,
2008, 16th European Society of Biomechanics Conference, Lucerne, Switzerland, Journal of Biomechanics, Vol.
41, S340-S340. ISSN: 0021-9290.
5. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Numerical analysis of partial fixed prosthesis and mechanical effects on
marginal bone loss, 2007, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 269-277. ISBN: 9788880800859.
6. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, A. Gasparetto, Investigation of tooth mobility adopting a numerical approach, 2006, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 287-289. ISBN: 888080071X.
7. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, An anisotropic and visco-elastic constitutive model including damage phenomena and its application to the mechanical response of the periodontal ligament, 2006, 5th Word Congress of
Biomechanics, Munich, Germany, Journal of Biomechanics, Vol. 39, S202. ISSN: 0021-9290.
8. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, An elasto-damage constitutive model for the mechanical behaviour of the
periodontal ligament, 2004, 14th European Society of Biomechanics Conference, s-Hertogenbosch, The Netherlands.
Meccanica delle strutture biologiche: meccanica del tratto gastrointestinale
In riferimento al tratto gastrointestinale, lo studio della meccanica di tessuti e strutture biologiche assume
rilevanza ai fini della valutazione di funzionalità in condizioni sane e degenerative, ma altresì per la valutazione di affidabilità di procedure e strumenti per la diagnostica e la chirurgia. Le azioni sono condotte
avvalendosi della collaborazioni instaurate dal CMBM con il contesto clinico-chirurigico dell'Università
degli Studi di Padova, nonché con gruppi di ricerca dell'Università di Aalborg (Danimarca) e della Scuola
Superiore Sant'Anna di Pisa. Le attività hanno come obiettivo principale l'analisi dei processi di intera-
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
zione tra tessuti biologici e strumentazioni per la diagnostica e la chirurgia minimamente invasive.
Ai fini dello sviluppo di modelli numerici di organi del tratto gastrointestinale, assume rilevanza la definizione di formulazioni costitutive capaci di interpretare il comportamento meccanico delle differenti tipologie di tessuti. La parete degli organi costituenti il tratto gastrointestinale assume una conformazione
composita stratificata. Ciascuno strato, a sua volta, è caratterizzato dalla distribuzione di elementi fibrosi
secondo specifiche orientazioni, determinando caratteristiche di forte anisotropia. Ai fini della valutazione
del comportamento meccanico dei tessuti sono state pianificate e condotte specifiche campagne sperimentali, in riferimento a prove su singoli tessuti e a livello strutturale. Le attività sono state condotte in relazione a differenti distretti del tratto gastrointestinale, quali l'esofago, il colon e l'intestino tenue. In dettaglio, la risposta meccanica dei tessuti è stata preliminarmente valutata mediante prove di trazione eseguite su campioni prelevati secondo differenti orientazioni, permettendo di conseguire indicazioni in merito alla risposta tenso-deformativa in funzione della direzione. Successivamente, si è proceduto alla caratterizzazione strutturale mediante prove di insufflazione. I dati così conseguiti hanno evidenziato gli
aspetti tipici del comportamento meccanico dei tessuti del tratto gastrointestinale, quali la forte anisotropia, l'elasticità non-lineare e la dipendenza dal tempo. Si è quindi proceduto allo sviluppo di una specifica
formulazione visco-iperelastica, nonché alla identificazione e validazione dei parametri costitutivi mediante l'analisi inversa delle differenti attività sperimentali condotte. Ulteriori attività sono state sviluppate
ai fini della caratterizzazione degli stati di pre-sollecitazione presenti entro i tessuti del tratto gastrointestinale. Le formulazioni sono state implementate entro modelli numerici di specifiche regioni del tratto
gastrointestinale. Tali modelli hanno trovato applicazione, ad esempio, nello studio dei processi di interazione tra tessuti ed apparati robotici per la diagnostica minimamente invasiva. Recenti attività interessano la definizione di strumenti e procedure per la chirurgia bariatrica attraverso metodiche puramente endoscopiche.
Ulteriori attività di studio, attualmente in corso di svolgimento, fanno riferimento allo sviluppo di procedure per la diagnosi efficace di disfunzioni nella motilità esofagea. Le attività riguardano la definizione di
modelli interpretativi la motilità e capaci di correlare aspetti morfometrici, fisiologici e fisio-meccanici con
eventuali situazioni patologiche. L'identificazione dei modelli si basa su dati conseguiti da differenti tipologie di indagine sperimentale, con riferimento ad analisi morfometrica, fisio-meccanica e meccanica.
Articoli su rivista internazionale
1. E.L. Carniel, A. Frigo, M. Costantini, T. Giuliani, L. Nicoletti, S. Merigliano, A.N. Natali, A physiological model for
the investigation of esophageal motility in healthy and pathologic conditions, Medical Engineering and Physics,
submitted. ISSN: 1350-4533.
2. A. Frigo, E.L. Carniel, A.N. Natali, M. Costantini, S. Merigliano, Autonomic diagnosis of esophageal pathologies
from HRM data, Medical & Biological Engineering & Computing, submitted. ISSN: 1741-0444.
3. E.L. Carniel, M. Mencatelli, G. Bonsignori, A. Frigo, C. Stefanini, A.N. Natali, Analysis of the structural behaviour
of a colonic segment by inflation test: experimental activity and physio-mechanical model, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine, Accepted. ISSN:0954-4119.
4. E.L. Carniel, V. Gramigna, C.G. Fontanella, A. Frigo, C. Stefanini, A. Rubini, A.N. Natali, Characterization of the
anisotropic mechanical behaviour of colon tissues: experimental activity and constitutive formulation, Experimental Physiology, Vol. 99, 759-771, 2014. ISSN: 1469-445X.
5. E.L. Carniel, V. Gramigna, C.G. Fontanella, C. Stefanini, A.N. Natali, Constitutive formulations for the mechanical
investigation of colonic tissues, Journal of Biomedical Materials Research Part A, Vol. 102A, 1243-1254, 2014.
ISSN: 1552-4965.
6. E.L. Carniel, V. Gramigna, C.G. Fontanella, C. Stefanini, A.N. Natali, Analysis of the passive mechanical behaviour of taeniae coli: experimental and numerical approach, Journal of Mechanics in Medicine and Biology, Vol. 14,
1450012:1-19, 2014. ISSN: 1793-6810.
7. E.L. Carniel, A. Rubini, A. Frigo, A.N. Natali, Analysis of the biomechanical behaviour of gastrointestinal regions
adopting an experimental and computational approach, Computer Methods and Programs in Biomedicine, Vol.
113, 338-345, 2014. ISSN: 0169-2607.
8.
E.L. Carniel, C.G. Fontanella, L. Polese, S. Merigliano, A.N. Natali, Computational tools for the analysis of mechanical functionality of gastrointestinal structures, Technology & Health Care, Vol. 21, 271-283, 2013. ISSN:
0928-7329.
Atti di congresso
1. A. Frigo, E.L. Carniel, A.N. Natali, M. Costantini, S. Merigliano, Procedure for the diagnosis of esophageal motor
disorders from HRM data processing, 2015, OESO - 13th World Conference "The Esophagiome", Montecarlo.
2.
A. Frigo, E.L. Carniel, A.N. Natali, M. Costantini, S. Merigliano, Diagnosi automatica dei disordini motori dell'esofago basata su dati da HRM, 2015, Congresso Nazionale GISMAD 2015, Roma.
3.
E.L. Carniel, A. Frigo, T. Giuliani, L. Nicoletti, S. Merigliano, A.N. Natali, M. Costantini, Computational models of
gastrointestinal motility for the automatic detection of pathologic conditions, 2014, Acts of the XII Congress of the
European Society for the Diseases of the Esophagus, Bologna, Italy.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
4.
A. Frigo, E.L. Carniel, V. Gramigna, M. Mencatelli, G. Bonsignori, G. Favaro, C. Stefanini, A.N. Natali, Investigation of gastrointestinal tissues and structures biomechanical response, 2014, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy. ISBN: 9788855532754.
5.
E.L. Carniel, A.N. Natali, Constitutive analysis of gastrointestinal tissues: experimental activity and model formulation, 2012, Multiphysics numerical modeling and computational strategies, Padova, Italy, 71-74.
6.
E.L. Carniel, A.N.Natali, Constitutive models for the investigation of biomechanical functionality of colon region,
2012, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 79-80, ISBN: 9788855531825.
7.
A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, C. Oteri, Biomechanical behaviour of esophageal tissues: constitutive
model and parameters identification, 2008, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2008, Pisa, Italy, 429-430.
ISBN: 9788855529839.
8.
A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, P. Dario, I. Izzo, A. Menciassi, Biomechanical modelling of colon tissues,
2006, 5th Word Congress of Biomechanics, Munich, Germany, Journal of Biomechanics, Vol. 39, S648. ISSN:
0021-9290.
Meccanica delle strutture biologiche: meccanica del piede
Le azioni sviluppate nei contesti della meccanica dei tessuti biologici, con riferimento sia a tessuti duri
che tessuti molli, hanno trovato applicazione nella definizione di modelli numerici interpretativi il comportamento meccanico di distretti anatomici, intesti come strutture biologiche costituite da differenti tipologie
di tessuti.
Lo studio di funzionalità di strutture complesse, come ad esempio l'arto inferiore, richiede la generazione
di modelli numerici inclusivi sia di elementi scheletrici che di tessuti molli. L’obiettivo delle attività di ricerca ha riguardato e riguarda tuttora la definizione di modelli interpretativi la funzionalità meccanica dei
tessuti del piede, ponendo anche attenzione alla valutazione dell’influenza di processi degenerativi, dovuti ad invecchiamento, patologie e/o eventi traumatici. Le attività trovano poi applicazione nello studio
dei processi di interazione con apparati biomedicali, quali ad esempio solette e plantari, come riferimento
delle attività condotte entro progetti di carattere industriale.
L'applicazione dei metodi computazionali nello studio del comportamento meccanico del piede ha richiesto anzitutto una attenta valutazione della conformazione anatomica e morfometrica. A tal proposito, sulla base di immagini CT ed MRI e dati antropometrici si è proceduto alla definizione di un modello solido
virtuale. Il modello è inclusivo delle differenti strutture presenti entro il piede, con riferimento ad elementi
scheletrici, legamenti, tendini, strutture cartilaginee, cuscinetti adiposi e pelle. La caratterizzazione del
comportamento meccanico dei tessuti ha avuto luogo mediante preliminari valutazioni istologiche e successive campagne sperimentali. Queste ultime sono state condotte sia a livello di tessuto che di struttura, avvalendosi della strumentazione disponibile presso il CMBM e della collaborazione instaurate dal
CMBM con diversi gruppi di ricerca, quali la scuola di Anatomia dell'Università degli Studi di Padova, l'Università di Firenze, l'Università di Calgary (Canada) e la Technical University of Denmark. I dati così
conseguiti sono stati utilizzati ai fini della identificazione parametrica di specifiche formulazioni costitutive, con riferimento a modelli elastici anisotropi per le componenti ossee e modelli iperelastici e viscoiperelastici fibro-rinforzati per i differenti tessuti molli. Gli algoritmi sviluppati per la definizione della distribuzione delle proprietà meccaniche e delle direzioni di anisotropia hanno trovato applicazione per le differenti strutture presenti. La validazione del modello numerico ha avuto luogo mediante lo sviluppo di
analisi interpretative di ulteriori condizioni sperimentali eseguite a livello strutturale. Il modello numerico
ha quindi trovato applicazione nello studio della funzionalità delle differenti tipologie di tessuti.
In riferimento alla analisi di funzionalità dei tessuti del piede, ulteriori attività sono state condotte ai fini
dell'individuazione della correlazione tra configurazione strutturale del tessuto e proprietà meccaniche.
L'azione assume rilevanza anche e soprattutto in riferimento alle importanti alterazioni indotte nella conformazione dei tessuti in conseguenza a processi degenerativi. La disponibilità di modelli computazionali
capaci di interpretare la correlazione struttura-proprietà costituisce un valido strumento per la valutazione
dell'influenza dei processi degenerativi sulla funzionalità biomeccanica dell'arto inferiore. In particolare,
l'attenzione è stata rivolta ai tessuti adiposi, in riferimento al loro ruolo predominante nella ridistribuzione
delle sollecitazioni meccaniche e nello smorzamento di azioni impulsive. A tal proposito si è proceduto
alla costruzione di modelli numerici rappresentativi la meso-configurazione del tessuto, considerando
quindi la presenza di camere adipose tra di loro interconnesse mediante setti fibrosi. La configurazione
geometrica ed il comportamento dei sub-componenti sono stati valutati, sulla base della letteratura
scientifica, in relazione sia a condizioni sane che a differenti situazioni patologiche.
In relazione ad azioni progettuali definite con il contesto industriale, i modelli numerici hanno trovato applicazione nella valutazione dei processi di interazione tra piede ed elementi di calzatura, quali solette e
plantari, ai fini della identificazione dell'influenza fondamentale della conformazione strutturale della calzatura stessa sulle sollecitazioni indotte entro i tessuti biologici.
Articoli su rivista internazionale
1. C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical behavior of foot in healthy and degenerative conditions,
Acta of Bioengineering and Biomechanics, submitted. ISSN: 1509-409X.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
2.
A. Forestiero. E.L. Carniel, C.G. Fontanella, A.N. Natali, Ankle ligaments behaviour in foot biomechanics: experimental and numerical approach, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine, submitted. ISSN:0954-4119.
3.
C. Venturato, P.G. Pavan, A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of the biomechanical behaviour of
degraded articular cartilage in hindfoot joints, Medical & Biological Engineering & Computing, submitted. ISSN:
1741-0444.
4.
C.G. Fontanella, A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of the mechanical behavior of the plantar
soft tissue during gait cycle: experimental and numerical approach, Proceedings of the Institution of Mechanical
Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine, Accepted. ISSN:0954-4119.
5.
C.G. Fontanella, F. Nalesso, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical behavior of plantar fat pad in healthy and
degenerative conditions, Medical & Biological Engineering & Computing, In Press. ISSN: 1741-0444.
6.
A. Forestiero, A. Raumer, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of the interaction phenomena between foot and
insole by means of a numerical approach, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part P, Journal
of Sports Engineering and Technology, Vol. 229, 3-9, 2015. ISSN: 1754-338X.
7.
C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A. Forestiero, A. Natali, Investigation of the mechanical behaviour of the foot skin,
Skin Research & Technology, Vol.20, 445-452, 2014. ISSN: 1600-0846.
8.
C.G. Fontanella, E. Favaretto, E.L. Carniel, A.N. Natali, Constitutive formulation and numerical analysis of the
biomechanical behaviour of forefoot plantar soft tissue, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,
Part H: Journal of Engineering in Medicine, Vol. 228, 942-951, 2014. ISSN:0954-4119.
9.
A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, C. Venturato, P.G. Pavan, S. Todros, Evaluation of the mechanical behaviour of Telemark ski boots: part II - structural analysis, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,
Part P, Journal of Sports Engineering and Technology, Vol. 228, 204-212, 2014. ISSN: 1754-338X.
10. A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical behaviour of ankle ligaments: contitutive formulation and
numerical modelling, Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, Vol. 17, 395-404, 2014.
ISSN: 1025-5842.
11. C. Venturato, P.G. Pavan, A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of the biomechanical behaviour of
articular cartilage in hindfoot joints, Acta of Bioengineering and Biomechanics, Vol. 16, 2014. ISSN: 1509-409X.
12. E.L. Carniel, C.G. Fontanella, C. Stefanini, A.N. Natali, A procedure for the computational investigation of stress
relaxation phenomena, Mechanics of Time-Dependent Materials, Vol. 17, 25-38, 2013. ISSN: 1385-2000.
13. C.G. Fontanella, A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Analysis of heel pad tissues mechanics at the heel strike
in bare and shod conditions, Medical Engineering and Physics, Vol. 35, 441-447, 2013. ISSN: 1350-4533.
14. A. Forestiero, E.L. Carniel, C. Venturato, A.N. Natali, Investigation of the biomechanical behaviour of hindfoot
ligaments, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H, Journal of Engineering in Medicine,
Vol. 227, 683-692, 2013. ISSN:0954-4119.
15. S. Matteoli, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, J.E., Wilhjel, A. Virga, A. Corvi, A.N. Natali, Investigation on the viscoelastic behaviour of a human healthy heel pad: in vivo compression tests and numerical analysis, Proceedings of
the Institution of Mechanical Engineers, Part H, Journal of Engineering in Medicine, Vol. 227, 334-342, 2013.
ISSN:0954-4119.
16. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A numerical model for investigating the mechanics of calcaneal fat pad
region, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Vol. 5, 216-223, 2012. ISSN: 17516161.
17. C.G. Fontanella, S. Matteoli, E.L. Carniel, J.E. Wilhjel, A. Virga, A. Corvi, A.N. Natali, Investigation on tha loaddisplacement curves of a human healthy heel pad: in vivo compression data compared to numerical results, Medical Engineering and Physics, Vol. 34, 1253-1259, 2012. ISSN: 1350-4533.
18. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, Constitutive formulation and numerical analysis of the heel pad region,
Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, Vol. 15, 401-409, 2012. ISSN: 1025-5842.
19. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, J. Miller-Young, Biomechanical behavior of heel pad tissues: experimental testing, constitutive formulation and numerical modeling, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H, Journal of Engineering in Medicine, Vol. 225, 449-459, 2011. ISSN: 0954-4119.
Atti di congresso
1. E.L. Carniel, C.G. Fontanella, A.N. Natali, Mechanical behaviour of the heel pad in healthy and degenerative conditions, 2014, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy. ISBN: 9788855532754.
2.
C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A.N. Natali, Numerical analysis of the biomechanical behaviour of the forefoot,
2014, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy. ISBN: 9788855532754.
3.
A. Forestiero, E.L. Carnie, A.N. Natali, Biomechanical behaviour of the foot ankle ligaments, 2014, Congresso
Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy. ISBN: 9788855532754.
4.
C. Venturato, P.G. Pavan, A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical behaviour of tibio-talar joint in
stance and push-off configuration with degraded articular cartilage, 2014, Congresso Nazionale di Bioingegneria
2014, Pavia, Italy. ISBN: 9788855532754.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
5.
A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, Foot biomechanics: investigation of hindfoot region, 2012, Multiphysics
numerical modeling and computational strategies, Padova, Italy, 67-70.
6.
A.N. Natali, A. Forestiero, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, P. Pavan, C. Venturato, Investigation of the interaction
phenomena between foot and ground: experimental and numerical analysis, 2012, Ceramics, Cells and Tissues,
Faenza, Italy, 29-36. ISBN: 9788896771310.
7.
Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Analysis of the biomechanical behaviour of the ankle ligaments, 2012, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 123-124, ISBN: 9788855531825.
8.
C. Venturato, P.G. Pavan, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of biomechanical behaviour of hindfoot cartilaginous tissues, 2012, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 171-172, ISBN: 9788855531825.
9.
C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical investigation of the heel pad tissues, 2012, Congresso
Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 126-127, ISBN: 9788855531825.
10. S. Matteoli, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A. Virga, J.E. Wilhjelm, A. Corvi, A.N. Natali, Mechanical behaviour of
the heel pad: experimental and numerical approach, 2012, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma,
Italy, 181-182. ISBN: 9788855531825.
11. A.N. Natali, E.L. Carniel, C.G. Fontanella, A. Forestiero, P.G. Pavan, C. Venturato, Foot biomechanics: a numerical approach, 2011, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy. ISBN: 9788896771310.
12. A.N. Natali, A. Forestiero, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, P.G. Pavan, C. Venturato, Investigation of the interaction
phenomena between foot and ground: experimental and numerical analysis, 2011, Ceramics, Cells and Tissues,
Faenza, Italy, 29-36. ISBN: 9788896771310.
13. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A. Forestiero, Biomechanical behaviour of heel pad tissues: constitutive
formulation and analysis, 2010, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2010, Torino, Italy, 395-396. ISBN:
9788855530828.
14. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, C. Stecco, R. De Caro, V. Macchi, A. Porzio-nato, Mechanical behaviour of
crural fascia: from anatomical and histological observation to constitutive modelling, 2008, Congresso Nazionale
di Bioingegneria 2008, Pisa, Italy, 433-434. ISBN: 9788855529839.
Attività recenti in corso di svolgimento
Vengono riportate alcune note in riferimento ad attività in fase di svolgimento ed inerenti lo sviluppo di
modelli numerici delle vie urinarie, intesi come strumenti per la progettazione di sfinteri artificiali di nuova
generazione. Le attività si inquadrano pienamente nel contesto della meccanica dei tessuti e delle strutture biologiche, nonché come elemento di collaborazione con il contesto clinico chirurgico, in relazione
alla valutazione dei requisiti funzionali e di applicabilità del sistema, e l'ambito industriale, in riferimento
alle tematiche di progettazione e produzione.
Come già menzionato, l'obiettivo delle attività di ricerca riguarda la definizione di strumenti computazionali per la progettazione e la verifica di affidabilità di sfinteri artificiali per il trattamento dell'incontinenza
urinaria. La principale problematica dei sistemi attualmente disponibili, oltre l'invasività, riguarda l'applicazione di sollecitazioni meccaniche improprie entro i tessuti uretrali. Tali sollecitazioni determinano, nel
tempo, processi di ri-arrangiamento e danneggiamento. Risulta evidente l'importanza di strumenti computazionali che permettano la valutazione affidabile delle sollecitazioni indotte entro i tessuti biologici. Ulteriore aspetto riguarda poi la progettazione di sistemi sensoristici in grado di definire, in maniera continuativa nel tempo, l'azione occlusiva dello sfintere artificiale in funzione delle effettive esigenze.
Lo sviluppo degli strumenti computazionali, intesi come modelli numerici in grado di consentire la valutazione delle sollecitazioni meccaniche indotte entro i tessuti biologici in conseguenza all'azione dello sfintere, richiede una accurata conoscenza morfometrica del sito e del comportamento meccanico dei tessuti. A tal proposito, avvalendosi delle collaborazioni instaurate dal CMBM con il gruppo di Medicina Animale dell'Università degli Studi di Padova ed il Dipartimento di Scienze Biomediche dell'Università degli
Studi di Padova, si è proceduto alla realizzazione di una campagna sperimentale su campioni di uretra
prelevati da pene equino. La specie animale è stata selezionata in riferimento alle similitudini istologiche
e funzionali con l'uomo. I campioni di uretra, successivamente a dissezione, sono stati utilizzati ai fini di
indagine istologica, prove meccaniche di trazione e rilassamento delle tensioni, prove di insufflazione. I
risultati delle attività sperimentali sono in fase di elaborazione per lo sviluppo di modelli costitutivi rappresentativi il comportamento meccanico dei tessuti uretrali e modelli numerici rappresentativi il comportamento strutturale dell'uretra.
Ulteriori attività di ricerca sono in fase di svolgimento nell'ambito della meccanica del sistema respiratorio. Le attività riguardano lo sviluppo di modelli fisio-meccanici interpretativi il comportamento di tratti del
sistema respiratorio, con l'obiettivo di individuare correlazioni tra parametri di modello, parametri fisiologici ed eventuali situazioni patologiche. Le azioni vengono condotte in collaborazione con il Dipartimento
di Scienze Biomediche dell'Università degli Studi di Padova, seguendo un approccio combinato di tipo
sperimentale e computazionale. In maggiore dettaglio, le attività sperimentali, realizzate su modello ani-
16/28
Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
male, riguardano la valutazione della correlazione sussistente tra pressione, volume insufflato e condizioni di flusso, facendo riferimento a differenti situazioni filologiche e patologiche. I modelli fisiomeccanici sviluppati permettono l'interpretazione dei dati sperimentali conseguiti ed includono parametri
direttamente correlabili alla funzionalità del sistema respiratorio. L'identificazione parametrica permette
allora l'individuazione della dipendenza dei suddetti parametri dalle specifiche condizioni fisiologiche e
patologiche.
Articoli su rivista internazionale
1. A.N. Natali, E.L. Carniel, A. Frigo, P. Pavan, S. Todros, P. Pachera, C.G. Fontanella, A. Rubini, L. Cavicchioli, Y.
Avital, G.M. De Benedictis, Experimental investigation of urethral tissues and structures biomechanics, Experimental Physiology, submitted. ISSN: 1469-445X.
2.
A.N. Natali, A. Audenino, W. Artibani, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, E. Zanetti, Biomechanical behavior of bladder: experimental tests and constitutive formulation, Journal of Biomechanics, In Press. ISSN: 0021-9290.
3.
A. Rubini, V. Catena, D. Del Monte, E.L. Carniel, A review of the effects of body temperature variations on respiratory mechanics: measurements by the end-inflation occlusion method in the rat, Journal of Mechanics in Medicine and Biology, In Press. ISSN: 1793-6810.
4.
A. Rubini, E.L. Carniel, A review of recent findings about stress-relaxation in the respiratory system tissues, Lung,
Vol. 192, 833-839, 2014. ISSN: 0341-2040.
5.
A. Rubini, E.L. Carniel, The volume dependence of stress relaxation in the rat respiratory system, Experimental
Lung Research, Vol. 40, 137-140, 2014. ISSN: 1521-0499.
6.
A. Rubini, E.L. Carniel, A. Parmagnani, G. Bosco, Measurement and analysis of the respiratory system pressurevolume curve obtained by constant and low inflation flow rate in the rat. Gazzetta Medica Italiana, Vol. 172, 819824, 2013. ISSN: 1827-1812.
7.
A. Rubini, E.L. Carniel, A.N. Natali, The effect of body warming on respiratory system stress recovery in the rat,
Acta of Bioengineering and Biomechanics, Vol. 14, 59-66, 2012. ISSN: 1509-409X.
8.
A. Rubini, E.L. Carniel, A. Parmagnani, A.N. Natali, Flow and volume dependence of rat airway resistance during
constant flow inflation and deflation, Lung, Vol. 189, 511-518, 2011. ISSN: 0341-2040.
Atti di congresso
1. A. Rubini, E.L. Carniel, A. A.N. Natali, The effect of body warming on respiratory system stress recovery in the rat,
2011, 63rd National Congress of the Physiological Society, Acta Physiologica, vol. 206, Supplement 692, P3.23.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
PARAMETRI BIBLIOMETRICI
•
Articoli su rivista a diffusione internazionale: 50
•
Capitoli di libro internazionale: 4
•
Atti di convegno: 34
•
Prodotti SCOPUS: 47
•
Articoli su rivista realizzati negli ultimi 10 anni (SCOPUS): 42
•
Citazioni (SCOPUS): 487
•
Citazioni normalizzate su età accademica (SCOPUS): 40.57
•
H - index (SCOPUS): 14
•
H - index contemporaneo (SCOPUS): 13
PARTECIPAZIONE A PROGETTI DI RICERCA E TRASFERIMENTO TECNOLOGICO
L’elenco dei progetti a cui si è partecipato o si partecipa attualmente è riportato nel seguito, con indicazione degli anni di svolgimento effettivo dei medesimi. Vengono riportate esclusivamente le attività progettuali cui si è partecipato a partire dalla presa in servizio in qualità di ricercatore universitario.
−
Progetto Assegni di Ricerca Junior 2014, 2015-16, “Formulazione di modelli numerici di strutture biologiche del tratto gastrointestinale: analisi dei processi di interazione tra tessuti biologici e strumentazioni endoscopiche e/o chirurgiche” (responsabile tecnico-scientifico, Università degli Studi di Padova).
−
Progetto di Ricerca di Ateneo 2013, 2014-16, "BIOBONE - Design, prototyping and validation of advanced bioceramics for bone tissue engineering” (responsabile tecnico scientifico).
−
Progetto di trasferimento tecnologico, 2012-13, “Ottimizzazione geometrica di fibre in polipropilene
per la tenacizzazione di agglomerati di natura ceramica”, committente BASF Constructions Chemicals Italia SpA (responsabile di task, referente Prof. A.N. Natali, Università degli Studi di Padova).
−
Progetto di trasferimento tecnologico, 2012-13, “Analisi di materiali e strutture per calzature sportive:
caratterizzazione dei materiali e valutazione strutturale”, committente Calzaturificio SCARPA SpA
(partecipante, referente Prof. A.N. Natali, Università degli Studi di Padova).
−
Progetto di trasferimento tecnologico, 2012, “Valutazione di affidabilità di materiali polimerici in conseguenza ad esposizione prolungata ad agenti invecchianti”, committente OSRAM SpA (responsabile di task, referente Prof. M. Modesti, Università degli Studi di Padova).
−
Progetto di Ateneo 2011, 2012-14, "Electromagnetic techniques for the identification of intracorporeal
metallic objects for medical applications" (partecipante, referente Prof. P. Alotto, Università degli Studi di Padova).
−
Progetto Assegni di Ricerca Junior 2011, 2011-13, “Meccanica dei tessuti biologici: formulazione costitutiva e modellazione numerica dei tessuti e della struttura del piede in considerazione
dell’influenza dei processi degenerativi” (responsabile tecnico-scientifico, Università degli Studi di
Padova).
−
Progetto POR Regione Veneto, 2011-12, “Caratterizzazione di materiali e strutture riguardanti scarpone da sci destinato alla disciplina freeride” (partecipante, referente Prof. A.N. Natali, Università degli Studi di Padova).
−
Progetto PRIN 2008, 2010-12, “Formulazione costituiva e modellazione numerica del comportamento
meccanico dei tessuti del colon” (partecipante, referente Prof. P. Dario, Scuola Superiore Sant'Anna,
Pisa).
−
Progetto di Distretto Regione Veneto, 2010-12, “Sviluppo di procedimenti sperimentali e numerici per
lo studio della funzionalità biomeccanica di calzature” (partecipante, referente Prof. A.N. Natali, Università degli Studi di Padova).
−
Progetto Legge 9 Regione Veneto, 2009-11, “Valutazione della funzionalità meccanica di scarponi da
sci” (partecipante, referente Prof. A.N. Natali, Università degli Studi di Padova).
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
Nel contesto delle azioni progettuali, si evidenzia inoltre l'impegno continuativo nell'ambito del trasferimento tecnologico, attraverso la collaborazione con il sistema confindustriale, con specifico riferimento
all'Unione degli Industriali della Provincia di Treviso. Le attività si concretizzano nella promozione della
ricerca scientifica e dell'innovazione tecnologica presso le aziende, attraverso l'ideazione e lo sviluppo di
nuovi prodotti e processi produttivi, inquadrando le attività entro progetti che vedono la collaborazione tra
aziende e centri di ricerca. Le attività sviluppate si avvalgono di specifici fondi messi a disposizione dal
sistema camerale, di cui Emanuele Luigi Carniel è responsabile tecnico scientifico.
Sempre in riferimento al contesto del trasferimento tecnologico, sono state sviluppate attività nell'ambito
della progettazione di sistemi ginnici volti all'ottimizzazione dei processi di interazione tra piede e suolo. I
progetti si sono concretizzati in due brevetti, una depositato a livello internazionale, l'altro in fase di valutazione per il deposito internazionale.
Titolo: Fitness treadmill, Deposito Internazionale, Patent application: EP 2540354 A2, Date of publication: 02/01/2013 Bulletin 2013/01, Application number: 12171132.9, Date of filing: 06/06/2012, Applicant:
Carnielli Fitness S.p.A., Vittorio Veneto (TV), Inventors: Carniel Emanuele Luigi, Moretto Michele.
Titolo: Copertura per pavimenti per l'esecuzione di pratiche sportive, Deposito Nazionale, Numero domanda: PD2011A000288, Data deposito: 13 settembre 2011, Data di pubblicazione: 14 marzo 2013, Richiedente: Dream Walk S.r.l., Vittorio Veneto (TV), Inventori: Carniel Emanuele Luigi, Moretto Michele.
ALTRI INCARICHI SCIENTIFICI
•
Membro del Centro interdipartimentale di ricerca di Meccanica dei Materiali Biologici dell’Università
degli Studi di Padova, dal 2006.
•
Membro della European Society of Biomechanics (ESB), dal 2010.
•
Membro del Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali
(INSTM), dal 2010.
•
Collaborazione nella definizione e gestione dei Cluster Tecnologici Nazionali, con particolare riferimento ai Cluster Scienza della Vita e Fabbrica Intelligente.
•
Membro del Comitato Tecnico della Piattaforma Tecnologica Nazionale per il Tessile Abbigliamento
(settore tessuti tecnici per applicazioni nel contesto biomedicale e sportivo).
•
Attività di revisore per le seguenti riviste scientifiche:
− Journal of Biomechanical Engineering - Transactions of the ASME, ISSN: 0148-0731, Impact
Factor: 2.013.
− Journal of Biomechanics, ISSN: 0021-9290, Impact Factor: 2.751.
− Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, ISSN: 17516161, Impact Factor:
3.297.
− Acta Mechanica, ISSN: 0001-5970, Impact Factor: 1.247.
− Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, ISSN: 1025-5842, Impact
Factor: 1.301.
− Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H, Journal of Engineering in Medicine, ISSN: 0954-4119, Impact Factor: 0.951.
− Journal of Mechanics in Medicine and Biology, ISSN: 0219-5194, Impact Factor: 0.468.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
STATEMENT OF RESEARCH
I temi di ricerca che Emanuele Luigi Carniel intende sviluppare nei prossimi anni si inquadrano nel contesto più ampio delle tematiche affrontate nel Dipartimento di Ingegneria Industriale e nel Centro interdipartimentale di ricerca di Meccanica dei Materiali Biologici presso l'Università degli Studi di Padova, nella
logica di una integrazione di competenze tra il settore ingegneristico e gli ambiti biomedicale e clinicochirurgico. In particolare, le attività di ricerca avranno come obiettivo la definizione di strumenti computazionali per lo studio dei temi della meccanica dei tessuti e delle strutture biologiche, e rivolti alla valutazione di procedure clinico-chirurgiche ed alla progettazione di apparati biomedicali.
Strumenti computazionali per la diagnostica e la pianificazione chirurgica del tratto gastrointestinale. Le patologie inerenti il tratto gastrointestinale costituiscono un termine di forte rilevanza socio sanitaria. In tale contesto, una prima problematica è rappresentata dalle difficoltà nella diagnosi della patologia, in conseguenza a limitazione dei dati clinici monitorabili in forma non invasiva e della forte esperienza richiesta nella loro interpretazione. Le attività di ricerca mirano allo sviluppo di nuovi sistemi diagnostici, in grado di accoppiare, entro un unico strumento minimamente invasivo, differenti tipologie di sensori, nonché alla definizione di modelli computazionali attuativi la diagnosi autonomica ed affidabile di
eventuali patologie, in relazione anche alla identificazione delle procedure chirurgiche. Ulteriore tematica
di studio riguarda allora l’analisi delle procedure chirurgiche. I metodi avanzati della chirurgia gastrointestinale presentano particolare interesse nella correlazione con l'utilizzo di metodi endoscopici. Tali metodologie richiedono una rivisitazione di strumentazione ed apparati biomedicali, in conseguenza alle interazioni tra strumento e strutture biologiche ed alle differenti modalità operatorie. Assume importanza lo
sviluppo di modelli computazionali rappresentativi i differenti organi del tratto gastrointestinale, i quali
consentono la valutazione preventiva della funzionalità biomeccanica e la pianificazione di aspetti rilevanti dell'intervento chirurgico, nonché la progettazione degli apparati necessari. Le attività saranno condotte avvalendosi delle collaborazioni instaurate dal CMBM con il Dipartimento di Scienze Chirurgiche
Oncologiche e Gastroenterologiche dell'Università degli Studi i Padova, per quanto concerne gli aspetti
biomedicali e clinico-chirurgici, con la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, in relazione alla progettazione
della strumentazione, con l'Aalborg Hospital (Danimarca), in riferimento agli aspetti sperimentali ed alla
validazione clinica.
Strumenti computazionali per la pianificazione chirurgica delle basse vie urinarie. Le metodologie
di trattamento attualmente adottate in ambito urologico richiedono interventi di ragguardevole invasività,
con pianificazione dipendente da fattori biomeccanici funzionali da correlarsi con la fondante esperienza
dell’operatore. Consegue la rilevanza di un approccio ingegneristico, basato sullo sviluppo di modelli
computazionali, nella valutazione delle procedure di intervento e nella progettazione dei dispositivi associati. I temi di studio riguardano la chirurgia della vescica, del trattamento dei fenomeni di prolasso e dei
dotti uretrali. A tale proposito viene citata la valutazione di funzionalità di sfinteri artificiali, i quali presentano elevate problematiche attuative in dipendenza della azione meccanica sui tessuti biologici.
L’approccio modellistico permette una valutazione delle sollecitazioni indotte, fornendo le informazioni
necessarie per la progettazione ottimale dell’apparato biomedicale utilizzato. Le attività saranno sviluppate avvalendosi delle collaborazioni instaurate dal CMBM con il Dipartimento di Medicina Molecolare
dell'Università degli Studi di Padova, per quanto concerne la valutazione anatomica funzionale del distretto, con il Dipartimento di Chirurgia dell'Università degli Studi di Verona, per quanto attiene gli aspetti
clinico-chirurgici, con il Politecnico di Torino, per quanto riguarda gli aspetti sperimentali e la progettazione dei dispositivi.
Metodologie per la progettazione funzionale meccanica di scaffold per l'ingegneria dei tessuti. Lo
sviluppo di supporti per la crescita tissutale e la sostituzione, eventualmente tempoeranea, di tessuti naturali costituisce oggi una tematica rilevante sia nel contesto ingegneristico che biomedicale. Gli sforzi
sono stati ad oggi prevalentemente mirati agli aspetti di natura chimica e biologica, cercando di definire
materiali ed ambienti capaci di favorire biocompatibilità e bioattività. Alla luce delle moderne tecnologie di
prototipazione, è oggi possibile operare anche sul piano meccanico, ossia definendo la conformazione
geometrica e micro-geometrica dello scaffold in grado di ottimizzare, in relazione alle sollecitazioni meccaniche indotte, l'azione cellulare e la crescita tissutale. Le attività saranno sviluppate avvalendosi delle
collaborazioni instaurate dal CMBM con il Dipartimento di Scienze Biomediche dell'Università degli Studi
di Padova, per quanto attiene la sperimentazione in vitro ed in vivo, con il Dipartimento di Ingegneria Civile Ambientale e Meccanica dell'Università degli Studi di Trento, per quanto riguarda aspetti di natura
meccanobiologica.
Metodi computazionali per la valutazione di funzionalità meccanica dei tessuti adiposi. I tessuti adiposi costituiscono una particolare tipologia di tessuto connettivo il cui ruolo meccanico risulta fondamentale in molteplici strutture biologiche, in conseguenza della loro capacità smorzante e ridistributiva
delle sollecitazioni. Vengono citate, a titolo di esempio, le strutture adipose presenti nel piede, nelle strut-
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
ture articolari e nei glutei. I processi degenerativi determinano alterazione nella configurazione dei tessuti
adiposi, con conseguente influenza sulla funzionalità meccanica. Lo sviluppo di modelli computazionali
permette una effettiva valutazione del ruolo meccanico dei tessuti adiposi, permettendo una previsione di
alterazione nel caso di patologia. Tali strumenti permettono quindi l’identificazione e progettazione di apparati abilitanti. Le attività saranno sviluppate avvalendosi delle collaborazioni instaurate dal CMBM con
il Dipartimento di Medicina Molecolare dell'Università degli Studi di Padova, per quanto concerne la valutazione anatomica funzionale del tessuto, e con l'University of Calgary (Canada), in relazione all’attività
sperimentale.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
STATEMENT OF TEACHING
L’impegno didattico attuale è prevalentemente inquadrato nell'ambito del Corso di Laurea in Scienze Motorie, anche in riferimento alla collaborazione con il contesto biomedicale nell'azione di diffusione delle
discipline di natura fisico-matematica ed ingegneristica nei percorsi formativi dell'area medica e clinicochirurgica. A tale riguardo viene ricordata la partecipazione a numerose commissioni impegnate nella
organizzazione e gestione del Corso di Laurea.
Muovendo dalla situazione attuale, la futura offerta formativa sarà pianificata nel contesto dei temi direttivi del settore ING-IND/34 e sarà finalizzata ad introdurre innovazioni significative a livello di percorsi,
insegnamenti e metodologie didattiche. Gli aspetti innovativi che si intendono introdurre nei prossimi anni
sono:
Percorsi formativi. In linea con le attuali tendenze del Dipartimento di Ingegneria Industriale, che vedono come strategica l'azione di ampliamento dell'offerta formativa, è prevista la collaborazione attiva alla
definizione di un percorso di studi nel contesto della Bioingegneria Industriale.
Insegnamenti. In riferimento all'attuale Corso di Laurea Magistrale in Bioingegneria, nonché al futuro
percorso in Bioingegneria Industriale, si prevede l'attivazione di un nuovo insegnamento, denominato
Meccanica delle Strutture Biologiche, inquadrato nel II semestre del II anno, 9 CFU. L'insegnamento
proposto si pone come naturale correlazione con gli insegnamenti attualmente attivi nel contesto della
biomeccanica e della meccanica dei tessuti biologici. L'insegnamento mira a fornire le competenze attuative necessarie per l'identificazione, definizione e validazione di modelli computazionali di strutture biologiche, questi finalizzati alla valutazione di procedure clinico-chirurgiche e apparati biomedicali.
Metodologie didattiche. Nell’ambito degli insegnamenti tenuti, in riferimento prevalentemente al contesto ingegneristico ma anche alle Scienze Motorie, saranno valutate nuove modalità di erogazione della
didattica ad integrazione delle tradizionali lezioni frontali e consistenti in lezioni in laboratorio, mirate alla
illustrazione delle metodiche sperimentali, lezioni in laboratorio informatico dove lo studente sarà indirizzato nello sviluppo di modelli computazionali, supporto multi-piattaforma attraverso l’utilizzo di strumenti
informatici (blog, social network) a supporto delle attività dello studente. Vengono inoltre considerate recenti possibilità offerte dal contesto internazionale per corsi su supporti multimediali di sempre maggior
diffusione, avendo in tal modo accesso ad una vasta compagine di riferimenti didattici avanzati.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
ATTIVITÀ PUBBLICISTICA CON RIFERIMENTO ALL’INTERA CARRIERA
Articoli pubblicati su rivista internazionale
1. E.L. Carniel, M. Mencatelli, G. Bonsignori, A. Frigo, C. Stefanini, A.N. Natali, Analysis of the structural behaviour of a colonic segment by inflation test: experimental activity and physio-mechanical
model, Proceedings of the In-stitution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in
Medicine, Accepted. ISSN:0954-4119.
2. C.G. Fontanella, A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of the mechanical behavior of
the plantar soft tissue during gait cycle: experimental and numerical approach, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine, Accepted. ISSN:09544119.
3. C.G. Fontanella, F. Nalesso, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical behavior of plantar fat pad in
healthy and degenerative conditions, Medical & Biological Engineering & Computing, In Press. ISSN:
1741-0444.
4. A.N. Natali, A. Audenino, W. Artibani, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, E. Zanetti, Biomechanical behavior of bladder: experimental tests and constitutive formulation, Journal of Biomechanics, In Press.
ISSN: 0021-9290.
5. A. Rubini, V. Catena, D. Del Monte, E.L. Carniel, A review of the effects of body temperature variations on respiratory mechanics: measurements by the end-inflation occlusion method in the rat, Journal of Mechanics in Medicine and Biology, In Press. ISSN: 1793-6810.
6. E.L. Carniel, D. Hrelja, D. Zulian, M. Modesti, A procedure for the constitutive analysis of creep phenomena in polymeric materials, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part L, Journal of Materials: Design and Applications, In Press. ISSN: 1464-4207.
7. A. Forestiero, A. Raumer, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of the interaction phenomena between foot and insole by means of a numerical approach, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part P, Journal of Sports Engineering and Technology, Vol. 229, 3-9, 2015. ISSN:
1754-338X.
8. E.L. Carniel, V. Gramigna, C.G. Fontanella, A. Frigo, C. Stefanini, A. Rubini, A.N. Natali, Characterization of the anisotropic mechanical behaviour of colon tissues: experimental activity and constitutive
formulation, Experimental Physiology, Vol. 99, 759-771, 2014. ISSN: 1469-445X.
9. E.L. Carniel, V. Gramigna, C.G. Fontanella, C. Stefanini, A.N. Natali, Constitutive formulations for the
mechanical investigation of colonic tissues, Journal of Biomedical Materials Research Part A, Vol.
102A, 1243-1254, 2014. ISSN: 1552-4965.
10. E.L. Carniel, V. Gramigna, C.G. Fontanella, C. Stefanini, A.N. Natali, Analysis of the passive mechanical behaviour of taeniae coli: experimental and numerical approach, Journal of Mechanics in
Medicine and Biology, Vol. 14, 1450012:1-19, 2014. ISSN: 1793-6810.
11. E.L. Carniel, A. Rubini, A. Frigo, A.N. Natali, Analysis of the biomechanical behaviour of gastrointestinal regions adopting an experimental and computational approach, Computer Methods and Programs in Biomedicine, Vol. 113, 338-345, 2014. ISSN: 0169-2607.
12. C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A. Forestiero, A. Natali, Investigation of the mechanical behaviour of
the foot skin, Skin Research & Technology, Vol.20, 445-452, 2014. ISSN: 1600-0846.
13. A. Rubini, E.L. Carniel, A review of recent findings about stress-relaxation in the respiratory system
tissues, Lung, Vol. 192, 833-839, 2014. ISSN: 0341-2040.
14. C.G. Fontanella, E. Favaretto, E.L. Carniel, A.N. Natali, Constitutive formulation and numerical
analysis of the biomechanical behaviour of forefoot plantar soft tissue, Proceedings of the Institution
of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine, Vol. 228, 942-951, 2014.
ISSN:0954-4119.
15. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, C. Venturato, P.G. Pavan, S. Todros, Evaluation of the
mechanical behaviour of Telemark ski boots: part II - structural analysis, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part P, Journal of Sports Engineering and Technology, Vol. 228, 204212, 2014. ISSN: 1754-338X.
16. A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical behaviour of ankle ligaments: contitutive formulation and numerical modelling, Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering,
Vol. 17, 395-404, 2014. ISSN: 1025-5842.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
17. A. Rubini, E.L. Carniel, The volume dependence of stress relaxation in the rat respiratory system,
Experimental Lung Research, Vol. 40, 137-140, 2014. ISSN: 1521-0499.
18. C. Venturato, P.G. Pavan, A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of the biomechanical
behaviour of articular cartilage in hindfoot joints, Acta of Bioengineering and Biomechanics, Vol. 16,
2014. ISSN: 1509-409X.
19. E. Bressan, D. Lopis, C. Tomasi, S. Ricci, M. Stocchero, E.L. Carniel, Experimental and computational investigation of Morse taper conometric system reliability for the definition of fixed connections
between dental implants and prostheses, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,
Part H: Journal of Engineering in Medicine, Vol. 228, 674-681, 2014. ISSN:0954-4119.
20. E.L. Carniel, C.G. Fontanella, C. Stefanini, A.N. Natali, A procedure for the computational investigation of stress relaxation phenomena, Mechanics of Time-Dependent Materials, Vol. 17, 25-38, 2013.
ISSN: 1385-2000.
21. E.L. Carniel, C.G. Fontanella, L. Polese, S. Merigliano, A.N. Natali, Computational tools for the
analysis of mechanical functionality of gastrointestinal structures, Technology & Health Care, Vol. 21,
271-283, 2013. ISSN: 0928-7329.
22. C.G. Fontanella, A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Analysis of heel pad tissues mechanics at
the heel strike in bare and shod conditions, Medical Engineering and Physics, Vol. 35, 441-447,
2013. ISSN: 1350-4533.
23. A. Forestiero, E.L. Carniel, C. Venturato, A.N. Natali, Investigation of the biomechanical behaviour of
hindfoot ligaments, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H, Journal of Engineering in Medicine, Vol. 227, 683-692, 2013. ISSN:0954-4119.
24. S. Matteoli, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, J.E., Wilhjel, A. Virga, A. Corvi, A.N. Natali, Investigation
on the visco-elastic behaviour of a human healthy heel pad: in vivo compression tests and numerical
analysis, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H, Journal of Engineering in
Medicine, Vol. 227, 334-342, 2013. ISSN:0954-4119.
25. A. Rubini, E.L. Carniel, A. Parmagnani, G. Bosco, Measurement and analysis of the respiratory system pressure-volume curve obtained by constant and low inflation flow rate in the rat. Gazzetta
Medica Italiana, Vol. 172, 819-824, 2013. ISSN: 1827-1812.
26. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A numerical model for investigating the mechanics of calcaneal fat pad region, Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials, Vol. 5, 216-223,
2012. ISSN: 17516161.
27. C.G. Fontanella, S. Matteoli, E.L. Carniel, J.E. Wilhjel, A. Virga, A. Corvi, A.N. Natali, Investigation on
tha load-displacement curves of a human healthy heel pad: in vivo compression data compared to
numerical results, Medical Engineering and Physics, Vol. 34, 1253-1259, 2012. ISSN: 1350-4533.
28. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, Constitutive formulation and numerical analysis of the heel
pad region, Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering, Vol. 15, 401-409,
2012. ISSN: 1025-5842.
29. A. Rubini, E.L. Carniel, A.N. Natali, The effect of body warming on respiratory system stress recovery
in the rat, Acta of Bioengineering and Biomechanics, Vol. 14, 59-66, 2012. ISSN: 1509-409X.
30. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, J. Miller-Young, Biomechanical behavior of heel pad tissues: experimental testing, constitutive formulation and numerical modeling, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H, Journal of Engineering in Medicine, Vol. 225, 449-459, 2011.
ISSN: 0954-4119.
31. A. Rubini, E.L. Carniel, A. Parmagnani, A.N. Natali, Flow and volume dependence of rat airway resistance during constant flow inflation and deflation, Lung, Vol. 189, 511-518, 2011. ISSN: 0341-2040.
32. A.N. Natali, A. Forestiero, E.L. Carniel, P.G. Pavan, C. Dal Zovo, Investigation of foot plantar pressure: experimental and numerical analysis, Medical & Biological Engineering & Computing, Vol. 48,
1167-1174, 2010. ISSN: 0140-0118.
33. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Modelling of mandible bone properties in the numerical analysis of oral implant biomechanics, Computer Methods and Programs in Biomedicine, Vol. 199, 158165, 2010. ISSN: 0169-2607.
34. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, Constitutive formulation and analysis of heel pad tissues
mechanics, Medical Engineering and Physics, Vol. 32, 516-522, 2010. ISSN: 1350-4533.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
35. A.N. Natali, A. Forestiero, E.L. Carniel, Parameters identification in constitutive models for soft tissues mechanics, Russian Journal of Biomechanics, Vol. 13(4), 29-39, 2009. ISSN: 1812-5123.
36. A.N. Natali, E.L. Carniel, H. Gregersen, Biomechanical behaviour of oesophageal tissues: material
and structural configuration, experimental data and constitutive analysis, Medical Engineering &
Physics, Vol. 31, 1056-1062, 2009. ISSN: 1350-4533.
37. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Investigation of viscoelastoplastic response of bone tissue in
oral implants press fit process, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials, Vol. 91, 868-875, 2009. ISSN: 1552-4973.
38. A.N. Natali, E.L. Carniel, C. Venturato, P.G. Pavan, Investigation of trabecular bone tissue mechanics with regard to visco-elasto-plastic response, Russian Journal of Biomechanics, Vol. 13(3), 19-30,
2009. ISSN: 1812-5123.
39. C. Stecco, P.G. Pavan, A. Porzionato, V. Macchi, L. Lancerotto, E.L. Carniel, A.N. Natali, R. De Caro, Mechanics of crural fascia: from anatomy to constitutive modelling, Surgical and Radiologic Anatomy, Vol. 31, 523-529, 2009. ISSN: 0930-1038.
40. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Numerical analysis of biomechanical response of a dental
prosthesis with regard to bone-implant adhesion phenomena, Journal of Adhesion Science and
Technology, Vol. 23, 1187-1199, 2009. ISSN: 0169-4243.
41. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Dental implants press fit phenomena: biomechanical analysis
considering bone inelastic response, Dental Materials, Vol. 25, 573-581, 2009. ISSN: 0109-5461.
42. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Constitutive modelling of inelastic behaviour of cortical bone,
Medical Engineering & Physics, Vol. 30(7), 905-912, 2008. ISSN: 1350-4533.
43. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, F.G. Sander, C. Dorow, M. Geiger, A visco-hyperelasticdamage constitutive model for the analysis of the biomechanical response of the periodontal ligament, Journal of Biomechanical Engineering – Transactions of the ASME, Vol. 130(3), Article number
031004, 2008. ISSN: 0148-0731.
44. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Investigation of bone inelastic response in interaction phenomena with dental implants, Dental Materials, Vol. 24(4), 561-569, 2008. ISSN: 0109-5461.
45. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, P. Dario, I. Izzo, Characterization of soft tissue mechanics with
ageing, IEEE Engineering and Medicine in Biology Magazine, Vol. 27(49), 15-22, 2008. ISSN: 07395175.
46. A.N. Natali, A. Gasparetto, E.L. Carniel, P.G. Pavan, S. Fabbro, Interaction phenomena between oral
implants and bone tissue in single and multiple implant frames under occlusal loads and misfit condition: a numerical approach, Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials,
Vol. 83B(2), 332-339, 2007. ISSN: 1552-4973.
47. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, C. Bourauel, A. Ziegler, L. Keilig, Experimental-numerical analysis of multi-rooted tooth, Journal of Biomechanics, Journal of Biomechanics, Vol. 40(8), 1701-1708,
2007. ISSN: 0021-9290.
48. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, M.E. Lucisano, G. Taglialavoro, Anisotropic elasto-damage
constitutive model for the biomechanical analysis of tendons, Medical Engineering and Physics, Vol.
27, 209-214, 2005. ISSN: 1350-4533.
49. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, Damage phenomena in anisotropic soft biological tissues: a
constitutive formulation, Russian Journal of Biomechanics, Vol. 8(3), 43-60, 2004. ISSN: 1812-5123.
50. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, C. Dorow, Visco-elastic response of the periodontal ligament:
an experimental-numerical analysis, Connective Tissue Research, Vol. 45, 222-230, 2004. ISSN:
0300-8207.
51. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, C. Dorow, A transversally isotropic elasto-damage constitutive
model for the periodontal ligament, Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering,
Vol. 6, Issue 5-6, 329-336, 2003. ISSN: 1025-5842.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
Articoli in fase di revisione su rivista internazionale
1. E.L. Carniel, A. Frigo, M. Costantini, T. Giuliani, L. Nicoletti, S. Merigliano, A.N. Natali, A physiological model for the investigation of esophageal motility in healthy and pathologic conditions, Medical
Engineering and Physics, submitted. ISSN: 1350-4533.
2. A.N. Natali, E.L. Carniel, A. Frigo, P. Pavan, S. Todros, P. Pachera, C.G. Fontanella, A. Rubini, L.
Cavicchioli, Y. Avital, G.M. De Benedictis, Experimental investigation of urethral tissues and structures biomechanics, Experimental Physiology, submitted. ISSN: 1469-445X.
3. A. Frigo, E.L. Carniel, A.N. Natali, M. Costantini, S. Merigliano, Autonomic diagnosis of esophageal
pathologies from HRM data, Medical & Biological Engineering & Computing, submitted. ISSN: 17410444.
4. C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical behavior of foot in healthy and degenerative conditions, Acta of Bioengineering and Biomechanics, submitted. ISSN: 1509-409X.
5. A. Forestiero. E.L. Carniel, C.G. Fontanella, A.N. Natali, Ankle ligaments behaviour in foot biomechanics: experimental and numerical approach, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part H: Journal of Engineering in Medicine, submitted. ISSN:0954-4119.
6. C. Venturato, P.G. Pavan, A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of the biomechanical
behaviour of degraded articular cartilage in hindfoot joints, Medical & Biological Engineering & Computing, submitted. ISSN: 1741-0444.
Brevetti
Tappeto per tapis roulant per il fitness
Deposito nazionale
Numero domanda: PD2011A000188, Richiedente: Carnielli Fitness S.p.A., Vittorio Veneto (TV), Inventori: Carniel Emanuele Luigi, Moretto Michele, Data deposito: 9 giugno 2011, Data di pubblicazione: 10 dicembre 2012
Deposito internazionale
Patent application: EP 2 540 345 A2, Date of publication: 02/01/2013 Bulletin 2013/01, Application
number: 12171132.9, Date of filing: 06/06/2012, Applicant: Carnielli Fitness S.p.A., Vittorio Veneto
(TV), Inventors: Carniel Emanuele Luigi, Moretto Michele
Copertura per pavimenti per l'esecuzione di pratiche sportive
Deposito nazionale
Numero domanda: PD2011A000288, Richiedente: Dream Walk S.r.l., Vittorio Veneto (TV), Inventori:
Carniel Emanuele Luigi, Moretto Michele, Data deposito: 13 settembre 2011, Data di pubblicazione:
14 marzo 2013
Capitoli di libro a diffusione internazionale
1. M. Modesti, D. Hrelja,D. Zulian, A. Lorenzetti, S. Besco, M. Roso, R. Rabachin, E.L. Carniel, Effect of
UV accelerated weathering on flexural creep behaviour of Bisphenol-A-Polycarbonate, in Natural and
Artificial Ageing of Polymers, Thomas Reichert CEES Publication, 2013. ISBN: 978-39-81-31368-0.
2. D. Hrelja, D. Zulian, A. Lorenzetti, S. Besco, M. Roso, E.L. Carniel, M. Modesti, Constitutive modelling of UV irradiated poly(methyl methacrylate) , in Natural and Artificial Ageing of Polymers, Thomas
Reichert CEES Publication, 2013. ISBN: 978-39-81-31368-0.
3. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Numerical analysis of biomechanical response of a dental
prosthesis with regard to bone-implant adhesion phenomena, in Adhesion Aspects in Dentistry, J.P.
Matinlinna, K.L. Mittal Eds., ///VSP///, Leiden Boston, pp. 179-189, 2009. ISBN: 978-90-04-17271-5.
4. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, Dental biomechanics, in Encyclopedia of Biomaterials and Biomedical Engineering, G.L. Bowlin, G. Wnek Eds., Taylor & Francis, New York, pp. 1-9, 2006. ISBN:
0-8247-5562-6.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
Atti di congresso
1. A. Frigo, E.L. Carniel, A.N. Natali, M. Costantini, S. Merigliano, Procedure for the diagnosis of esophageal motor disorders from HRM data processing, 2015, OESO - 13th World Conference "The
Esophagiome", Montecarlo.
2. A. Frigo, E.L. Carniel, A.N. Natali, M. Costantini, S. Merigliano, Diagnosi automatica dei disordini motori dell'esofago basata su dati da HRM, 2015, Congresso Nazionale GISMAD 2015, Roma.
3. E.L. Carniel, A. Frigo, T. Giuliani, L. Nicoletti, S. Merigliano, A.N. Natali, M. Costantini, Computational
models of gastrointestinal motility for the automatic detection of pathologic conditions, 2014, Acts of
the XII Congress of the European Society for the Diseases of the Esophagus, Bologna, Italy.
4. E.L. Carniel, C.G. Fontanella, A.N. Natali, Mechanical behaviour of the heel pad in healthy and degenerative conditions, 2014, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy. ISBN:
9788855532754.
5. C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A.N. Natali, Numerical analysis of the biomechanical behaviour of the
forefoot, 2014, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy. ISBN: 9788855532754.
6. A. Frigo, E.L. Carniel, V. Gramigna, M. Mencatelli, G. Bonsignori, G. Favaro, C. Stefanini, A.N. Natali, Investigation of gastrointestinal tissues and structures biomechanical response, 2014, Congresso
Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy. ISBN: 9788855532754.
7. A. Forestiero, E.L. Carnie, A.N. Natali, Biomechanical behaviour of the foot ankle ligaments, 2014,
Congresso Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy. ISBN: 9788855532754.
8. C. Venturato, P.G. Pavan, A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical behaviour of tibiotalar joint in stance and push-off configuration with degraded articular cartilage, 2014, Congresso
Nazionale di Bioingegneria 2014, Pavia, Italy. ISBN: 9788855532754.
9. E.L. Carniel, A.N. Natali, Constitutive analysis of gastrointestinal tissues: experimental activity and
model formulation, 2012, Multiphysics numerical modeling and computational strategies, Padova, Italy, 71-74.
10. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, Foot biomechanics: investigation of hindfoot region, 2012,
Multiphysics numerical modeling and computational strategies, Padova, Italy, 67-70.
11. A.N. Natali, A. Forestiero, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, P. Pavan, C. Venturato, Investigation of the
interaction phenomena between foot and ground: experimental and numerical analysis, 2012, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 29-36. ISBN: 9788896771310.
12. E.L. Carniel, A.N.Natali, Constitutive models for the investigation of biomechanical functionality of colon region, 2012, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 79-80, ISBN:
9788855531825.
13. A. Forestiero, E.L. Carniel, A.N. Natali, Analysis of the biomechanical behaviour of the ankle ligaments, 2012, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 123-124, ISBN:
9788855531825.
14. C. Venturato, P.G. Pavan, E.L. Carniel, A.N. Natali, Investigation of biomechanical behaviour of hindfoot cartilaginous tissues, 2012, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 171-172,
ISBN: 9788855531825.
15. C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A.N. Natali, Biomechanical investigation of the heel pad tissues, 2012,
Congresso Nazionale di Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 126-127, ISBN: 9788855531825.
16. S. Matteoli, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A. Virga, J.E. Wilhjelm, A. Corvi, A.N. Natali, Mechanical
behaviour of the heel pad: experimental and numerical approach, 2012, Congresso Nazionale di
Bioingegneria 2012, Roma, Italy, 181-182. ISBN: 9788855531825.
17. Rubini, E.L. Carniel, A. A.N. Natali, The effect of body warming on respiratory system stress recovery
in the rat, 2011, 63rd National Congress of the Physiological Society, Acta Physiologica, vol. 206,
Supplement 692, P3.23.
18. A.N. Natali, E.L. Carniel, C.G. Fontanella, A. Forestiero, P.G. Pavan, C. Venturato, Foot biomechanics: a numerical approach, 2011, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy. ISBN: 9788896771310.
19. A.N. Natali, A. Forestiero, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, P.G. Pavan, C. Venturato, Investigation of
the interaction phenomena between foot and ground: experimental and numerical analysis, 2011,
Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 29-36. ISBN: 9788896771310.
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Emanuele Luigi Carniel – Curriculum Vitae
20. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Inelastic behaviour of bone tissue in interaction processes with
dental implants, 2010, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2010, Torino, Italy, 393-394. ISBN:
9788855530828.
21. A.N. Natali, C.G. Fontanella, E.L. Carniel, A. Forestiero, Biomechanical behaviour of heel pad tissues: constitutive formulation and analysis, 2010, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2010,
Torino, Italy, 395-396. ISBN: 9788855530828.
22. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Investigation of bone-implant adhesion effects by using numerical methods, 2009, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 286-293. ISBN: 9788880801115.
23. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Non-linear analysis of preload effects on the mechanical behaviour of oral implants, 2008, 16th European Society of Biomechanics Conference, Lucerne, Switzerland, Journal of Biomechanics, Vol. 41, S343-S343. ISSN: 0021-9290.
24. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Dental implants biomechanics: evaluation of bone inelastic
phenomena, 2008, 16th European Society of Biomechanics Conference, Lucerne, Switzerland, Journal of Biomechanics, Vol. 41, S340-S340. ISSN: 0021-9290.
25. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Constitutive modelling and parameters identification for inelastic behaviour of cortical bone tissue, 2008, 16th European Society of Biomechanics Conference, Lucerne, Switzerland, Journal of Biomechanics, Vol. 41, S15-S15. ISSN: 0021-9290.
26. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, C. Oteri, Biomechanical behaviour of esophageal tissues: constitutive model and parameters identification, 2008, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2008,
Pisa, Italy, 429-430. ISBN: 9788855529839.
27. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, C. Stecco, R. De Caro, V. Macchi, A. Porzio-nato, Mechanical
behaviour of crural fascia: from anatomical and histological observation to constitutive modelling,
2008, Congresso Nazionale di Bioingegneria 2008, Pisa, Italy, 433-434. ISBN: 9788855529839.
28. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, P. Dario, I. Izzo, Mechanical characterisation of soft tissue mechanics with aging, 2008, 6th International Conference of the International Society for Gerontechnology, Pisa, Italy, Gerontechnology, Vol. 022, 1-4. ISSN: 1569-1101.
29. A. Krajewski, A. Ravaglioli, A.N. Natali, E.L. Carniel, Ceramic spacers for spine surgery using hydroxyapatite and glass-ceramic coatings, 2007, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 263-265.
ISBN: 9788880800859.
30. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Numerical analysis of partial fixed prosthesis and mechanical
effects on marginal bone loss, 2007, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 269-277. ISBN:
9788880800859.
31. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, A. Gasparetto, Investigation of tooth mobility adopting a numerical approach, 2006, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 287-289. ISBN: 888080071X.
32. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, An anisotropic and visco-elastic constitutive model including
damage phenomena and its application to the mechanical response of the periodontal ligament,
2006, 5th Word Congress of Biomechanics, Munich, Germany, Journal of Biomechanics, Vol. 39,
S202. ISSN: 0021-9290.
33. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, P. Dario, I. Izzo, A. Menciassi, Biomechanical modelling of colon tissues, 2006, 5th Word Congress of Biomechanics, Munich, Germany, Journal of Biomechanics,
Vol. 39, S648. ISSN: 0021-9290.
34. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Considerations on constitutive modelling of soft connective tissues with regard to damage phenomena, 2005, The Finite Element Method in Biomedical Engineering, Biomechanics and Related Fields, Ulm, Germany, 80-87. ISBN: 3980618382.
35. A.N. Natali, P.G. Pavan, E.L. Carniel, An elasto-damage constitutive model for the mechanical behaviour of the periodontal ligament, 2004, 14th European Society of Biomechanics Conference, sHertogenbosch, The Netherlands.
36. A.N. Natali, E.L. Carniel, P.G. Pavan, Hyperelastic modelling of soft connective tissues mechanical
response, 2004, Ceramics, Cells and Tissues, Faenza, Italy, 375-380. ISBN: 8880800566.
Padova, 25 agosto 2015
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Emanuele Luigi Carniel
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