اندازه گیری رفتار مکانیکی روده کوچک گوسفند با استفاده از آزمون های تجربی

نوع مقاله : پاتولوژی - کلینیکال پاتولوژی

نویسندگان

گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

چکیده

زمینه مطالعه:  اطلاعات جامعی در مورد خواص مکانیکی روده گوسفند وجود ندارد. هدف: برای این منظور تعدادی آزمون‌های کشش دومحوری انجام شد و مدل بنیادی برای توصیف خواص مکانیکی بافت روده گوسفند استخراج شد. روش کار: یازده نمونه تازه گوسفندی تهیه شد و آزمون‌های مسطح دومحوری بر نمونه‌ها با اعمال همزمان نیرو در دو جهت طولی و پیرامونی انجام شد. سپس داده‌های اندازه‌گیری شده با مدل ناهمسانگرد چهار پارامتر فانگ و مدل مونی-ریولین بهینه شده برازش شدند. نتایج: داده‌ها درجه‌ای از ناهمسانگردی را نشان دادند. جهت سختی بافت قابل پیش بینی نبود. تعدادی از نمونه‌ها در جهت پیرامونی سخت تر بودند و بعضی‌ها در جهت طولی. میانگین نتایج نشان داد که جهت پیرامونی سخت تر می باشد. نتیجه گیری نهایی: می‌توان نتیجه گرفت که روده گوسفند به عنوان بافت ناهمسانگرد غیر خطی رفتار می‌کند که با مدل مونی-ریولین بهتر برازش می شود.

کلیدواژه‌ها


Bathe,  K.J. (1996) Finite Element Procedures, Englewood Cliffs. NJ: Prentice-Hall.
Bathe, K.J. (2007) Theory and Modeling Guide, Watertown, MA: ADINA and ADINA-F, ADINA R&D, Inc, Vol. I and II. 
Bellini, C., Glass, P., Sitti, M., Di Martino, E.S. (2011) Biaxial mechanical modeling of the small intestine. J Mech Behav Biomed Mater. p.1727-1740.
Chong, C., Hung, H., Steinhart, A., Trexler, J.( 2005) Design of a Biaxial Test Device for Compliant Tissue. Worcester Polytechnic Institute. 4: 3-44.
Egorov, V., Schastlivtsev, I., Prut, E., Baranov, A., Turusov,  R.(2002) Mechanical properties of the human gastrointesti-nal tract. J Biomech. 35: 1417-1425.
Frøkjaer, J.B., Andersen, S.D., Drewes, A.M., Gregersen, H.(2006) Ultrasound-determined geometric and biomechanical properties of the human duodenum. Dig Dis Sci. 51: 1662-1669.
Fung, Y.C., Fronek, K., Patitucci, P. (1979) Pseudoelasticity of arteries and the choice of its mathematical expression. Am J Physiol. 237: 620-631.
Fung, Y.C. (1991) What are the residual stresses doing in our blood vessels?. Ann Biomed Eng. 19: 237-249.
Liao, D., Zhao, J., Gregersen, H. (2010) 3D mechanical properties of the partially obstructed guinea pig small intestine. J Biomech. 43: 2079-2086.
Munday, J.S, Brennan, M.M, Jaber, A.M, kiupel, M. (2006) Ovine intestinal adenocarcinomas: histologic and phenotypic comparison with human colon cancer. J Comp Med (Memphis). 56: 136-41.
Holzapfel, G.A., Eberlein, R., Wriggers, P., Weizsacker, H. (1996) Large strain analysis of soft biological membranes: Formulation and finite element analysis. Comput Method Appl M. 132: 45-61.
Holzapfel, G.A., Gasser, T.C., Ogden, R.W. (2000) A new constitutive framework for arterial wall mechanics and a comparative study of material models. J Elasticity. 61: 1-48.
Holzapfel, G.A., Gasser, T.C., Ogden, R.W. (2004) Comparison of a multi-layer structural model for arterial walls with a Fung-type model, and issues of material stability. J Biomech ENG-T Asme. 126: 264-275.
Holzapfel, G.A. (2005) Similarities between soft biological tissues and rubber like materials. In: Constitutive Models for Rubber IV, A.A. Balkema Publishers. P.-E., Keri, L. (eds.). Balkema, Leiden. The Netherlands. p. 607-617.
Holzapfel, G.A., Sommer, G., Regitnig, P. (2004) Anisotropic mechanical properties of tissue components in human ath-erosclerotic plaques. J Biomech ENG-T Asme. 126: 657-665.
Humphrey, J.D., Strumpf, R.K., Yin, F.C.P. (1990) Determination of a constitutive relation for passive myocardium: A New Functional Form. J Biomech ENG-T Asme. 112: 333-339.
Humphrey, J.D., Strumpf, R.K., Yin, F.C.P. (1990) Determination of a constitutive relation for passive myocardium: II. Parameter Estimation. J Biomech ENG-T Asme. 112: 340-346. 
[19]        Slatkin.(1999) Modeling and experiments for a class of robotic endoscopes. Ph.D. Thesis California Institute of Technology.
Sun, W., Sacks, M.S., Scott, M.J. (2003) Numerical simulations of the planar biaxial mechanical behavior of biological materials. Bioengineering Conference, Florida. p. 1-2.
Terry, B.S., Lyle, A.B., Schoen, J.A., Rentschler, M.E. (2010) Preliminary mechanical characterization of the small bowel  for in vivo mobility. ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Vancouver, British Columbia, Canada.
Sokolis, D.P. (2012) Multiaxial mechanical behaviour of the passive ureteral wall: experimental study and mathematical characterisation. Computer methods in biomechanics and biomedical engineering. 15: 1145-1156.