مدل سازی بیومکانیکی اثرات آلودگی های زیست محیطی بر عملکرد بافت های عضلانی و اسکلتی

در دهه های اخیر، افزایش آلودگی های زیست محیطی ناشی از فعالیت های صنعتی، ترافیک شهری و تغییرات اقلیمی، تاثیرات عمیقی بر عملکرد فیزیولوژیک انسان به ویژه در سطح سیستم عضلانی-اسکلتی بر جای گذاشته است. در این پژوهش، با رویکردی میان رشته ای، به مدل سازی بیومکانیکی اثرات ترکیبی آلاینده های شیمیایی، ذرات معلق و فلزات سنگین بر رفتار بافت های عضلانی و استخوانی پرداخته می شود. هدف این مدل سازی، شناسایی مکانیسم های چندفیزیکی اثرگذاری آلاینده ها بر ساختار میکروسکوپی و پاسخ ماکروسکوپی بافت ها است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که قرارگیری طولانی مدت در معرض آلاینده های خاص مانند سرب و ذرات PM۲.۵ موجب تغییر در خاصیت الاستیک عضلات و استخوان ها و افزایش احتمال شکست مکانیکی در شرایط بارگذاری می شود. استفاده از مدل های چندفیزیکی مبتنی بر یادگیری ماشین امکان پیش بینی دقیق تر تغییرات بافتی را فراهم کرده و می تواند به طراحی پروتکل های حفاظتی و درمانی کمک کند. این مطالعه نشان می دهد که ادغام داده های زیست محیطی و پارامترهای بیومکانیکی در یک چارچوب محاسباتی می تواند رویکردی نوین برای ارزیابی سلامت انسانی در شرایط آلودگی مزمن باشد.

کلیدواژه ها:

مدل سازی بیومکانیکی ، آلودگی زیست محیطی ، بافت عضلانی ، بافت اسکلتی ، چندفیزیک ، یادگیری ماشین