بررسی تئوری و عددی اثرات محیطی بر رفتار مکانیکی پلیمرهای زیست تخریب پذیر

پلیمرهای زیست تخریب پذیر در زمینه های زیست پزشکی مانند استنت ها، بخیه ها، داربست (استخوانی) و ایمپلنت ها به طور گسترده استفاده می شوند. با توجه به اهمیت رفتار این مواد در معرض اثرات محیطی، چه در طبیعت و چه در بدن انسان، در دهه اخیر تحقیقات گسترده ای صورت گرفته است که اکثر آنها نتایج آزمایشگاهی و تعداد بسیار کمی نتایج تئوری هستند. این تحقیقات عمدتا برای شرایط خاص بارگذاری، دمایی و غیره صورت گرفته اند. به این منظور به کمک روش المان محدود و حل عددی، علاوه بر صحه گذاری روابط تئوری و روابط مستخرج از نتایج آزمایشگاهی، می توان تاثیر شرایط پیچیده تر را نیز در نظر گرفت. در این مقاله، نحوه استخراج روابط تحلیلی ارائه شده است و همچنین با نشان دادن نتایج آزمایشگاهی پلیمرهای زیست تخریب پذیر، نقاط قوت و ضعف آنها نیز بررسی شده است. علاوه بر این، یک حل عددی و المان محدود نیز برای تحلیل رفتار پلیمرهای زیست تخریب پذیر ارائه شده است. تحلیل تئوری و شبیه سازی عددی پلیمرهای زیست تخریب پذیر به کمک مدل هایپرالاستیک نئو- هوکین صورت گرفته است. ابتدا با استفاده از رابطه انرژی کرنشی ماده نئو- هوکین، رابطه تنش برحسب کشیدگی محاسبه شده و سپس با فرض یک پارامتر تخریب، تغییرات خواص ماده در معرض اثرات محیطی برحسب زمان در سابروتین UMAT آباکوس به مدل اعمال شده است. در نهایت با مقایسه نتایج آزمایشگاهی و تحلیل تئوری با حل عددی، صحت مدل سازی صورت گرفته، مشخص شده است

کلیدواژه ها:

Biodegradable Polymers ، Hyperelasticity ، Neo-Hookean ، Abaqus Umat Subroutine ، پلیمرهای زیست تخریب پذیر ، هایپر الاستیک ، نئو- هوکین ، سابروتین UMAT آباکوس