脑白质中受到重复的拉伸载荷作用下轴突的超粘弹性三维响应
摘要：在纯非仿射运动边界条件下，发展了一种新的有限元方法（FEM）来研究在纳米级胶质外相体（ECM）中嵌入的轴突在谐波单轴拉伸下的机械响应。所提出的建模方法将超弹性（如Ogden模型）和时/频域粘弹性本构模型相结合，以评估在50Hz谐波拉伸下参数化变化的少突胶质-轴突连接的影响。混合超粘弹性材料（HVE）模型使得能够分析白质中重复单轴载荷对应力传播和损伤积累的影响。 在提出的有限元方法中，通过弹簧阻尼模型描述少突胶质与轴突的连接。这种连接技术在不同位置上定义了接触，参数化了连接点并变化了连接中心的刚度。提供了通过单个轴突的多星级FE子模型配置来展示的结果，该轴突通过各个位置与轴突连接。根均方偏差（RMSD）在应力-应变曲线之间进行计算，以描述机械响应的趋势。稳态动态（SSD）模拟显示轴突的应力松弛。应用Prony系列 - HVE模型揭示了在重复载荷下渐进的轴突软化。代表性的von-Mises应力图表明，有波动的轴突在其曲折的路径上经历弯曲应力，这表明对于重复应变而言，更容易积累损伤和疲劳破坏。
作者：Mohit Agarwal and Assimina A. Pelegri
论文ID：2205.02385
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2022-05-06