محققان دانشگاه علم و صنعت ایران موفق به مدلسازی المان محدود پروالاستیک غیرخطی دیسک بین مهره­‌یی در بارگذاری­‌های سیکلی شدند.

به گزارش خبرنگار پژوهشی ایسنا، ضایعات دیسک بین ­مهره­‌یی به عنوان یکی از مهمترین عوامل کمردرد، محققان علوم پزشکی و مهندسی پزشکی را بر آن داشته است که با بررسی­ دقیق ماکروسکوپی و میکروسکوپی، زمینه­‌های پیشگیری و درمان را فراهم کنند. این تحقیقات می­‌تواند توسط آزمایشات تجربی و یا مدل­‌های عددی مورد مطالعه قرار گیرند.

مهندس محمد نیکخو، دانشجوی دوره دکتری دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران، رساله دکتری خود را در این زمینه با راهنمایی دکتر محمد حق‌پناهی و مشاوره دکتر محمد پرنیان‌پور و دکتر «جاو لین وانگ» ارائه کرده است.

در این رساله، بیومکانیک دیسک بین مهره­‌ای به کمک مدلسازی المان محدود پروالاستیک و آزمایشات تجربی ex-vivo و in-vitro مطالعه شده است. هدف اولیه این تحقیق، توسعه و صحه­‌گذاری یک مدل المان محدود پروالاستیک دیسک بین­ مهره‌یی بوده است. نتایج مدل المان محدود ارائه شده به­ خوبی با مشاهدات آزمایشات تجربی تحت بارگذاری­‌های خزش و سیکلی مطابقت داشته است. در گام بعدی، این مدل المان محدود جهت بررسی تاثیر پارامترهای مختلف مدل بر روی رفتار وابسته به زمان دیسک بین­ مهره­‌ای تحت بارگذاری خزش و سیکلی مورد استفاده قرار گرفته است.

هدف دیگر این تحقیق، توسعه الگوریتمی به منظور استخراج و به روزرسانی پارامترهای مدل المان محدود از روی آزمایشات تجربی بوده است. در ادامه، این الگوریتم نوین برای یافتن پارامترهای مدل شامل ضریب نفوذپذیری، مدول الاستیسیته و ضریب پواسون دیسک بین­ مهره­‌یی برای دیسک سالم، دژنره و احیا شده مورد استفاده قرار گرفته است.

در این تحقیق، آزمایش‌های تجربی ex-vivo و in-vitro برای دستیابی به هدف ذکر شده بر روی نمونه­‌های دیسک بین­ مهره­‌یی خوک و در بارگذاری­‌های خزش و سیکلی انجام شده است.

نتایج حاصل از این تحقیق مبین آن است که الگوریتم توسعه داده شده در استخراج پارامترهای مدل­ پیچیده­‌ای همچون دیسک بین مهره­‌یی کارآمد و موثر است.

مدلهای المان محدود استخراج شده برای هریک از نمونه­‌های آزمایشگاهی، می­‌تواند برای برآورد نتایجی که محاسبه آن از طریق آزمایشات تجربی امکان­پذیر نیست، مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال آگاهی از تاثیر دژنراسیون و احیای مصنوعی دیسک بر روی رئولوژی آن می­‌تواند در آینده برای طراحی ایمپلنت­‌ها یا روش‌های درمانی دیسک بین مهره‌یی مورد استفاده قرار گیرد.

انتهای پیام