کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7178300 1467079 2014 13 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
The influence of external free energy and homeostasis on growth and shape change
ترجمه فارسی عنوان
تأثیر انرژی آزاد خارجی و هوموتازیست بر تغییرات رشد و شکل
کلمات کلیدی
رشد حجمی، استرس هوموستاتیک، استرس برشی، معادلات تکامل،
ترجمه چکیده
نیروهای مکانیکی برای رشد مناسب و بازسازی بیومکانیکی چندین بافت بیولوژیک ضروری هستند. با این حال، رابطه بین نیروهای مکانیکی و تغییرات حجم و شکل بافت تنها در آزمایشات نشان داده می شود. مشارکت های تئوریک چارچوبی مناسب برای تفسیر رشد و بازسازی از نظر بارگذاری مکانیکی ارائه داده اند. ما یک مدل رشد حجمی ارائه می دهیم که ویژگی های این مدل های قبلی را به اشتراک می گذارد. ما بر سه پارامتر کلیدی برای پیش بینی رشد بافت تمرکز می کنیم: (1) مشخص کردن وضعیت مرجع بستر خانگی که در آن رشد نمی کند، (2) انرژی مکانیکی بافت تازه ایجاد شده و (3) اثر نیروهای برشی بر رشد و تغییر شکل ناخوشایند برای تسهیل این تجزیه و تحلیل، شیب تغییر شکل را به یک محصول رشد ناهماهنگ و تغییر شکلهای کششی تجزیه می کنیم. سپس معادله تکاملی را برای تغییر شکل رشد در یک ترمودینامیکی قرار می دهیم. هوموتوستاز، انرژی آزاد ورودی و نیروهای برشی هر کدام به طور مستقیم بر تکامل بافت تاثیر می گذارد. ما این را با استفاده از نمونه های عددی نشان می دهیم.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی مکانیک
پیش نمایش مقاله
تأثیر انرژی آزاد خارجی و هوموتازیست بر تغییرات رشد و شکل
چکیده انگلیسی
Mechanical forces are essential for the proper growth and biomechanical remodeling of several biological tissues. However, the relationship between mechanical forces and changes in tissue volume and shape is only beginning to be revealed in experiments. Theoretical contributions have provided an appropriate framework to interpret growth and remodeling in terms of mechanical loading. We present a volumetric growth model that shares features of these previous models. We focus on three key parameters for predicting tissue growth: (1) the characterization of the homeostatic reference state in which no growth occurs, (2) the mechanical energy of newly created tissue, and (3) the effect of shear forces on growth and inelastic shape change. To facilitate this analysis, we decompose the deformation gradient into a product of the inelastic growth and elastic deformations. We then place the evolution equation for the growth deformation in a thermodynamic context. Homeostasis, incoming free energy, and shear forces each directly affect the evolution of the tissue. We demonstrate this using numerical examples.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of the Mechanics and Physics of Solids - Volume 64, March 2014, Pages 338-350
نویسندگان
, , ,