تعیین و مقایسه خواص مکانیکی غضروف مفصلی با استفاده از مدل های پروهایپرویسکوالاستیک و بر اساس تست آسودگی تنش محدود نشده

رایج ترین اقدام برای جبران نقایص اعضای مختلف بدن، پیوند عضو است. مشکلات این روش سبب شده مهندسی بافت با رویکرد طراحی جایگزین های بافت یا عضو در دهه اخیر رشد زیادی داشته باشد. بدین منظور تعیین خواص مکانیکی مربوط به بافت مورد نظر حایز اهمیت می باشد. در این تحقیق جهت به دست آوردن پارامترهای معادلات ساختاری بافت غضروف مفصلی از توابع انرژی کرنشی پروهایپرویسکوالاستیک همسانگرد مونی ریولین و نیوهوک استفاده شده است. ضرایب این مدل ها به روش مهندسی معکوس و با بکارگیری یک الگوریتم ترکیبی المان محدود- بهینه سازی با استفاده از تست های محدود نشده آسودگی تنش، با خطای جذر میانگین مربعات کمتر از 0.036 برای مدل نیوهوک و کمتر از 0.033 برای مدل مونی ریولین بدست آمده اند. با استفاده از مدل های نیوهوک و مونی رولین، مدول الاستیسیته به ترتیب0.47 مگا پاسکال و 0.44 مگا پاسکال و مدول برشی به ترتیب 0.188 مگا پاسکال و 0.184 مگا پاسکال بدست آمدند. نتایج پیش بینی پاسخ مکانیکی بافت بدست آمده توسط مدل المان اجزا محدود نشان می دهد که مدل مونی ریولین در مقایسه با مدل نیوهوک تطابق بیشتری با پاسخ بافت غضروف در آزمایش های آسودگی تنش دارد. نتایج نشان داد در طول مدت آزمایش آسودگی تنش، با اعمال بارگذاری بر روی نمونه و فشرده شدن آن، در ابتدا نیروی ناشی از بالارفتن فشار مایع در منافذ بیشترین سهم را در تحمل بار اعمال شده (مجموع تنش) دارا می باشد. در طول آزمایش و با گذشت زمان این مقدار کاهش می یابد و سهم ماتریس جامد در تحمل بار اعمال شده (مجموع تنش) بیشتر می شود.