tsta

Home / سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران

شبیه‌سازی المان محدود رفتار ناهمسانگرد لیگامان پریودنتال بر اساس توزیع سه‌بعدی فیبرهای کلاژن

Authors :

محیا بناپور نجاری¹ علی ولایی² هادی تقی‌زاده³

1- دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران 2- دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران 3- دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

Keywords :

تابع چگالی انرژی کرنشی،رفتار ناهمسانگرد،شبیه‌سازی اجزای محدود،فیبرهای کلاژن،لیگامان پریودنتال،مدلسازی بنیادین

Abstract :

لیگامان پریودنتال بافت همبند نرمی است که ما‌بین دو بافت معدنی دندان و استخوان فک قرار گرفته‌است. اصلی‌ترین جزء ریزساختاری پریودنتال در ایجاد عملکردهای بیومکانیکی، شبکه فیبر کلاژنی گسترده آن می‌باشد. مهم‌ترین ویژگی شبکه کلاژنی آن نیز جهت‌گیری منحصربه‌فرد الیاف در نواحی مختلف بافت است. از این‌رو، ارائه مدل‌های بنیادین مبتنی بر ریزساختار برای درک رفتار بیومکانیکی لیگامان پریودنتال ضروری است. در تحقیق حاضر، رفتار ناهمسانگرد لیگامان پریودنتال با درنظر گرفتن جهت‌گیری سه‌بعدی الیاف کلاژن (شامل جهت‌گیری شعاعی و محیطی) بر‌اساس ویژگی‌های ریزساختاری نواحی آناتومیکی مختلف بافت به‌وسیله تابع چگالی انرژی کرنشی Holzapfel در محیط المان محدود شبیه‌سازی گردید. سپس الگوهای بیشینه و کمینه تنش اصلی برای شرایط بارگذاری ناشی از جویدن (بازه تنش‌های کمتر از 0/7- الی تنش‌های بزرگ‌تر از 0/5 مگاپاسکال) استخراج شد. نتایج حاصل به‌خوبی تأثیر جهت‌گیری الیاف در ایجاد الگوهای تنش موضعی در لیگامان پریودنتال را نشان می‌دهد. این امر وجود بازسازی موضعی در بافت را تأیید می‌کند. طبق نتایج، وجود حرکت فیزیولوژیک دندان در جهت مزیال_دیستال در اثر تنش موضعی وارده به بافت تحت نیروی جویدن مشاهده‌شد. مطالعه این الگوهای تنش و بازسازی در سرتاسر بافت، امکان شناخت نواحی حساس به آسیب (ازجمله در رأس ریشه) تحت شرایط فیزیولوژیکی و بارگذاری مختلف را فراهم می‌نماید.