对分析动脉衰竭的多尺度离散纤维模型的评估

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 计算力学 计算力学 计算力学

背景情况:

• 当前的大动脉动脉瘤破裂风险模型缺乏显微洞察力.
• 了解原纤维结构对于预测组织衰竭至关重要.

研究的目的:

• 开发和比较两个用于大动脉动脉瘤失败分析的计算模型.
• 将微结构原纤维信息集成到机械模型中.
• 为了提高对大动脉组织衰竭机制的预测.

主要方法:

• 在大动脉样本上进行了单轴张力测试,使用SHG成像进行原纤维量化.
• 开发了一种多尺度机械模型,使用非亲缘纤维动力学.
• 在Abaqus中开发了一个嵌入式元素模型,具有亲属纤维动力学.
• 进行数值模拟,以将模型响应与实验数据进行比较.

主要成果:

• 这两种模型都与全球实验机械反应有很好的一致性.
• 在模型之间观察到不匹配的材料特性.
• 这些模型提供了对大动脉组织衰竭的基于结构的描述.

结论:

• 原纤维的微结构组织和动力学显著影响大动脉组织衰竭.
• 开发的模型为大动脉动脉瘤机制提供了改进的基于结构的方法.
• 需要进一步的研究来完善材料特性和模型准确性.