استفاده از روش تصحیح بریجمن برای تعیین دقیق‌تر رفتار مکانیکی بافت کبد حاصل از تست‌های کششی تک محوره

Abstract

در دهه‌های اخیر، تعیین رفتار مکانیکی بافتهای بسیار نرم به عنوان یک موضوع مورد علاقه و چالش برانگیر در بیومکانیک مطرح بوده است. چنین بافتهایی عملکرد مکانیکی مشخصی ندارند اما مشخصه‌یابی مکانیکی آنها از جنبه طراحی تجهیزات ایمنی، شناسایی الگوهای‌ پیشرفت بیماری‌ها و سرطان از اهمیت بالایی برخوردار است. بافت کبد یکی از ارگان‌های حیاتی بدن بوده، ساختاری متخلخل و پاره شونده دارد. در بسیاری از سوانح رانندگی و نیز در عملهای جراحی حداقل تهاجم در معرض آسیب مکانیکی قرار دارد. در پژوهش حاضر، تست‌های کششی تک محوره بر روی نمونه‌های کبد گاوی انجام شده است. مدل الاستیک خطی به نتایج حاصل از تست اعمال شده و با اعمال روش تصحیح بریجمن به نتایج مربوطه، تخمین دقیق‌تری از تنش در ناحیه گلویی شدگی بافت به دست آمده است. در طول تست برای به دست آوردن پارمترهای هندسی (شعاع انحنا، کمترین سطح مقطع نمونه) در ناحیه گلویی یک رابط کاربری نرم‌افزاری در محیط فرترن ایجاد شده است. شایان ذکر است که عدم انفصال نمونه‌ از فک‌های دستگاه تست نیز در تصاویر حاصل از نمونه در طول آزمایش، کنترل شده است. بر اساس آزمایشات و روش تصحیح به کار رفته، مدول الاستیک کبد 15.51±1.62 کیلوپاسکال به دست آمد. با توجه به اعداد بسیار متفاوت گزارش شده برای مدول الاستیک کبد، تاثیر قطر نمونه بر روی مدول الاستیک مطالعه شد. قطر مقطع نمونه‌ها بین ۲.۵ تا ۲۰ میلی‌متر تغییر یافت و مشاهده شده که مدول الاستیک و قطر نمونه در بخشی از محدوده آزمایش شده رابطه معکوس دارند. این پدیده را می‌توان به نزدیکی اندازه نمونه به واحدهای ریزساختاری کبد (لوبل‌ها) نسبت داد. بنابراین نمونه‌های نزدیک به ابعاد لوبل، نمی‌توانند المان نماینده مناسبی برای بافت کبد باشند و برای به دست آوردن نتایج درست، قطر مقطع نمونه باید بیش از سه برابر ابعاد لوبل باشد.