مقایسه الگوهای توزیع تنش در بازسازی شریان الاستیک با استفاده از روش برهم کنش سیال-جامد

محققان بیومکانیک معتقدند که شریان­ها تحت تأثیر عوامل همودینامیکی و مکانیکی بازسازی می­شوند. عوامل بیومکانیکی مانند زاویه باز و کشش طولی می­توانند تأثیر مهمی در این فرایند داشته باشند. در این مطالعه تأثیر زاویه باز و کشش طولی در روند بازسازی در اثر افزایش سن برای شریان آئورت بررسی شده است. برای شبیه سازی عددی از نرم افزار adinaاستفاده شده است. در این پژوهش برای اولین بار با بهره گیری از روش عددی برهمکنش سیال- جامد، تأثیر زاویه باز و کشش طولی در روند بازسازی شریان آئورت شبیه سازی شده است. از تئوری تغییر شکل­های بزرگ برای مدل­سازی تغییر شعاع شریان و از رفتار سیال نیوتنی نیز برای خون استفاده شده است. بعلاوه برای بررسی شبیه سازی رفتار گذرا در سیستم شریانی، شکل موج های فشار و جریان پالسی فیزیولوژیکی بکار گرفته شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی نشان می­دهد که زاویه باز بیشترین تأثیر را در توزیع تنش محیطی دارد به طوری که باعث یکنواخت­تر شدن توزیع تنش محیطی در دیواره می­شود. همچنین تغییر زاویه باز در اثر افزایش سن باعث معکوس شدن شیب تغییر تنش محیطی در امتداد ضخامت دیواره شریان می شود. نتایج نشان می­دهد کشش طولی بیشترین تأثیر را در توزیع تنش محوری دارد. همچنین، با وجود اینکه کشش طولی با افزایش سن کاهش می­یابد ولی سطح تنش محوری در شریان بازسازی شده افزایش می­یابد. نتایج حاصل از توزیع تنش برشی کاهش چشمگیری را در مقادیر بیشینه، کمینه و دامنة  تنش برشی ناشی از سیال در شریان مسن نشان می دهد که بیانگر کاهش آسیب وارده به سلول­های اندوتلیال است.