تحلیل برهمکنش سیال-سازه از تنش کششی در آکسون با استفاده از مدل‌سازی اجزای محدود در راستای بررسی آسیب‌های کرنشی اعصاب

نویسندگان

1 دانشیار/ بخش مهندسی پزشکی، دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران

2 دانشجو/دانشگاه تهران

3 دانشجو/دانشگاه تهران

doi
10.22060/mej.2021.17476.6734
چکیده

مطالعه رفتار آکسون تحت شرایط محیطی می‌تواند دید بهتری در توسعه روش‌های درمانی به‌منظور بهبود آسیب‌های عصبی ایجاد کند. در این تحقیق، با مدل کردن زیر‌لایه به‌صورت هایپرالاستیک و اعمال فشارهای مختلف به زیر‌لایه میزان کرنش‌های تحمل شده توسط آکسون محاسبه شد. کرنش‌ها در سه بازه زمانی مختلف اعمال شد تا اثرات نرخ کرنش‌های مختلف بررسی شود. برای آکسون یک مدل شامل میکروتوبول با خواص الاستیک خطی، نوروفیلامان و آکسلوما با خواص ویسکوالاستیک خطی فرض شد. جهت گسسته‌‌سازی زیرلایه و بخش‌های مختلف آکسون از روش المان محدود و نرم افزار کامسول استفاده شد. مشاهده شد که رژیم سیال موجود در کانال تأثیری بر پاسخ مکانیکی آکسون ندارد. با استفاده از تحلیل برهم کنش سیال-سازه، میزان کرنش ایجاد ‌شده نزدیک به صفر (در بیشترین حالت 0/0001) و تنش نیز ناچیز (در بیشترین مقدار 70N/m2) گزارش شد. نتایج نشان‌دهنده‌ اثر عمده میکروتوبول در قبول کردن بارهای مکانیکی و استحکام کلی آکسون می‌باشد. همچنین بیشترین کرنش‌ها در داخل آکسلوما دیده می‌شود که اهمیت پاسخ مکانیکی آن در ایجاد آسیب را متذکر می‌شود. باتوجه به پاسخ مرتبط با نرخ کرنش‌های مختلف مشاهده می‌شود که بیشترین احتمال آسیب به آکسون، در کرنش %42 و نرخ19/1s-1 می‌باشد.