مدلسازی المان محدود سه فازی دیسک بین مهره ای برای کاربرد در مطالعات بیومکانیکی مهندسی بافت

در راستای مطالعات مکانیک بیولوژیکی به عنوان یکی از زیر ساختارهای مهم علوم مهندسی بافت، در این مقاله به مدلسازی ترکیبی المان محدود دیسک های بین مهره ای به عنوان یک بافت نرم متخلخل اشباع شده پرداخته شده است. بنابراین در ابتدا با توجه به قوانین حاکم بر مکانیک محیط های پیوسته، روابط حاکم بر مدل سه فازی دیسک های بین مهره ای استخراج شده است. سپس با استفاده از روش باقیمانده وزنی گلرکین، فرمول بندی المان محدود استخراج و با بهره گیری از روش های نیومارک و بازگشتی اویلر، روابط غیرخطی حل گردیده است. در نهایت به منظور صحه گذاری مدل ریاضیاتی، نتایج مدل یک بعدی با نتایج تحلیلی دکتر سیمون و دکتر سان و همچنین اطلاعات آزمایشگاهی دکتر رست مقایسه شده است. نتایج مبین قابلیت مدل ریاضیاتی برای استفاده در مطالعات بیومکانیکی در قبال بارگذاری های مختلف مکانیکی و الکتروشیمیایی است و بنابراین می توان بر پایه این مدل به بررسی بیومکانیک مهندسی بافت دیسک های بین مهره ای در طرح ریزی فرایند کشت سلولی پرداخت. در نهایت با استفاده از مدل دوبعدی همگن صفحه ساجیتال با خواص مکانیکی دیسک بین مهره ای، به بخشی از کاربردهای متعددی که مدل می تواند در فرایند مطالعات بیومکانیک مهندسی بافت ایفا کند، اشاره ای اجمالی شده است.