Kardiovaskulární systém a jeho náhrady
Výzkum tkání, orgánových struktur a biomateriálů
Vliv tvarových nehomogenit na mehanické chování cév - větvení
Popis projektu:
Srovnání rozložení deformací rovinného vzorku v okolí kruhového otvoru (vlevo: MKP-Ansys, vpravo: digitální korelace obrazu - Istra 4D)
Obvodové napětí v okolí kruhového otvoru (r=3mm) v latexové trubici (R=20mm). MKP - Ansys
Jednoosá tahovová zkouška elastické desky s dírou, využití 2D korelace obrazu (systému Q-450)
Obdelníkové vzorky odebrané z oblasti aortálního větvení připravené pro jednoosé tahové zkoušky jsou členěny dle místa, odkud byly výjmuty a jejich orientace.
Graf ukazuje jejich relativní počáteční tuhost (při míře deformace 12%).
Má se za to, že mechanické napětí případně deformace ve stěně velkých tepen má významný vliv na tvorbu aterosklerózy v těchto místech.
Přirozené cévní větvení (případně bypass) představuje koncentrátor napětí měnící napěťové a deformační pole v jeho okolí. Různé parametry větvení různým způsobem ovlivňují hodnotu tohoto koeficientu a obecně rozložení napětí a deformací ve stěně tepny. Experiment, realizovaný jako kombinace inflační a tahové zkoušky, MKP a analytický výpočet srovnávají rozložení těchto veličin v závislosti na geometrii konkrétního větvení. Časový harmonogram projektu: planární vzorek s kruhovým otvorem -> tubulární vzorek s různými druhy okrajových podmínek na kruhovém otvoru -> reálné cévní větvení. Cévní tkáň je modelována jako nelineární, hyperelastický, anisotropní, objemově nestlačitelný materiál.
Inflační test silikonového modelu tepenného větvení. Deformace snímány lokálně v konkrétních řezech pomocí laserového skeneru.
MKP analýza modelu větvení (izotropní, hyperelastický, objemově nestlačitelný materiál)
Tuhost odstupující větve výrazně ovlivňuje rozložení napětí v okolí místa větvení cév. V tomto případě je obvodové napětí ve stěně tepny simulováno normálovým napětím planárního vzorku s kruhovým otvorem. Na otvor je připojena trubice o různých tuhostech.
Ing. Jakub Kronek Ph.D. ; doc. Ing. Lukáš Horný Ph.D. ; Ing. Hynek Chlup Ph.D.Řešitelé:
Univerzitní nemocnice Na Královských Vinohradech