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Desarrollo de un modelo de material hiperelástico anisotrópico para tejidos colorrectales porcinos

Autores: Fahmy, Youssef; Trabia, Mohamed B.; Ward, Brian; Gallup, Lucas; Froehlich, Mary

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Desarrollo de un modelo de material hiperelástico anisotrópico para tejidos colorrectales porcinos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Bioingeniería

Palabras clave

Cirugías de colon
Anastomosis colorrectales
Comportamiento mecánico
Tejido colorrectal
Modelo de material hiperelástico anisotrópico
Datos experimentales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Muchas cirugías de colon incluyen anastomosis colorrectales cuyas fugas pueden ser potencialmente mortales, afectando a miles de pacientes anualmente. Diversos estudios proponen que la interacción mecánica entre los grapas y los tejidos vecinos puede desempeñar un papel importante en la fuga anastomótica. Por lo tanto, comprender el comportamiento mecánico del tejido colorrectal es esencial para caracterizar las razones de este tipo de fallo. Hasta ahora, los datos experimentales que caracterizan las propiedades mecánicas del tejido colorrectal han sido escasos e inconsistentes, lo que ha limitado significativamente la comprensión de su comportamiento. Esta investigación propone un enfoque para desarrollar un modelo de material hiperelástico anisotrópico para los tejidos colorrectales basado en pruebas uniaxiales de especímenes porcinos recién recolectados, que fueron obtenidos de varios cerdos emparejados por edad y peso. Los especímenes fueron extraídos del mismo tracto del colon de cada cerdo a lo largo de sus orientaciones circunferencial y longitudinal. Proponemos un modelo constitutivo que combina un material hiperelástico isotrópico de Yeoh con fibras orientadas en dos direcciones para tener en cuenta la naturaleza hiperelástica y anisotrópica de los tejidos colorrectales. Los datos experimentales se utilizaron para determinar con precisión los coeficientes del modelo (circunferencial, R = 0.9968; longitudinal, R = 0.9675). Los resultados muestran que el modelo propuesto puede incorporarse en un modelo de elementos finitos que puede simular procedimientos como las anastomosis colorrectales de manera confiable.

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