بررسی رفتار مکانیکی سرخ‌رگ‌ها‌ی انسانی در تغییر شکل‌های بزرگ براساس تیوری الاستیسیته غیرخطی

رفتار مکانیکی سلولها و بافتهای زنده غیرخطی بوده و تغییر شکلهای آنها بزرگ است. به کارگیری یک مدل مکانیکی مناسب که بتواند این رفتار را پیشبینی کند، قدم مهمی در پیشگیری و درمان بیماریهای مختلف و ساخت بافتهای مصنوعی محسوب میشود. در این مقاله با استفاده از تیوری الاستیسیته غیرخطی و مدل غیرخطی مونی-ریولین به تحلیل مکانیکی سرخ رگهای انسانی تحت فشار داخلی و کشش محوری پرداخته شده است. در ابتدا با استفاده از نتایج تحقیق تجربی انجام شده در تست تنش دومحوره، ثوابت الاستیک ماده برای سرخرگ ها محاسبه شدهاند. برای مدلسازی، سرخرگ به صورت یک استوانه جدار ضخیم بلند، همگن و همسانگرد در نظر گرفته شده است. توزیع تنشهای شعاعی و محیطی براساس فشار کمینه و بیشینه خون محاسبه گردیده است. تغییرات قطر سرخرگ تحت اثر فشار داخلی محاسبه شده است که در مقایسه با نتایج تجربی مطابقت خوبی را نشان میدهد. نمودارهای توزیع تنش برحسب شعاع رسم شده است و بیانگر این موضوع است که لایههای داخلی سرخرگها نسبت به لایههای خارجی، سهم بسیار بیشتری در تحمل تنشها دارند. همچنین محاسبه ثوابت الاستیک برای سرخرگهای افراد در سنین مختلف نشان میدهد که با افزایش سن، سرخرگها سختتر شده و قابلیت انعطافپذیری آنها کاهش مییابد.