مدل‌سازی سه بعدی سلولی و همگن‌سازی میکرومکانیکی بافت نامنظم مغز

در این مقاله یک روش میکرومکانیکی برای تحلیل و همگن سازی ماده ی ناهمگون بافت مغز ارائه شده است. روش پیشنهادی به توسعه ی یک مدل سه بعدی سلولی برای همگن سازی قسمت نامنظم بافت مغز منجر شده است که در آن سعی شده است تا حد امکان پیچیدگی های ساختاری نرون با کمترین ساده سازی مورد استفاده قرار گرفته و نتایج دقیق تری حاصل شود. در فرآیند مشخصه سازی خواص، رفتار مواد سازنده بافت مغز؛ یعنی نرون و ماتریس برون سلولی، الاستیک فرض شده اند. مدل حاصل با استفاده از روش المان محدود از چند منظر میکرومکانیکی مورد بررسی قرار گرفته است که نتایج نشان دادند مدل ارائه شده به خوبی رفتار بافت را شبیه سازی می کند. همچنین نتایج نشان می دهند که به دلیل پایین بودن نسبت طول به قطر (نسبت منظری) در هسته ی نرون، افزایش تعداد نرون ها در المان نماینده حجم تاثیر کمی بر بهبود خواص مکانیکی، مانند مدول الاستیک، بافت دارد و خواص نزدیک به پیشبینی حد پایین یا مدل رویس می باشند. بررسی میدان تنش محلی ایجاد شده در بافت که حاصل از بارگذاری فشاری بر المان نماینده حجم، به عنوان نماینده بافت مغز، می باشد بیانگر بیشینه بودن تنش در نرون ها و به خصوص در محل اتصال نوریت ها (آکسون و دندریت ها) به هسته (حجم سلولی) و همچنین در نوریت ها می باشد