Modelo de elementos finitos del efecto de la anisotropía de la vaina del nervio óptico en la carga ocular durante la ducción horizontal
Autores: Jafari, Somaye; Cai, Shengqiang; Demer, Joseph L.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Modelo de elementos finitos del efecto de la anisotropía de la vaina del nervio óptico en la carga ocular durante la ducción horizontal
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Modelos
Anisotropía
Vaina del nervio óptico
Propiedades mecánicas
Modelo de elementos finitos
Características anisotrópicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Modelos anteriores de mecánica extraocular a menudo han asumido propiedades isotrópicas para los tejidos oculares, a pesar de evidencia que indica anisotropía en la vaina del nervio óptico (VNO). Para investigar esto más a fondo, desarrollamos un modelo de elementos finitos (FEM) de rotación ocular horizontal utilizando datos de resonancia magnética de un sujeto vivo con glaucoma de tensión normal. Las propiedades mecánicas se derivaron de pruebas de tracción en 17 ojos humanos post mortem, revelando características anisotrópicas previamente no reconocidas en la VNO. Simulamos rotaciones oculares horizontales de +/-32 grados y comparamos propiedades isotrópicas versus anisotrópicas de la VNO utilizando el modelo de Holzapfel. Las distribuciones de deformación en el nervio óptico (NO) fueron analizadas utilizando el software ABAQUS 2024. Durante 32 grados de aducción, el estrés y la deformación se concentraron en la unión esclera-VNO, alcanzando 8 MPa y 40% con propiedades isotrópicas, y 15 MPa y 30% con propiedades anisotrópicas. En contraste, durante 32 grados de abducción, el estrés fue menor y la deformación fue mayor en el caso isotrópico (6 MPa y 30%) en comparación con el caso anisotrópico (12 MPa y 25%). Las presiones intraocular e intracraneal aumentadas tuvieron un impacto mínimo en las respuestas mecánicas. Estos hallazgos sugieren que las propiedades anisotrópicas de la VNO aumentan la concentración de estrés en el disco óptico mientras reducen la deformación durante los movimientos oculares, ofreciendo nuevas perspectivas sobre la biomecánica ocular. Un fenómeno novedoso surgió de las simulaciones: durante duc...
Descripción
Modelos anteriores de mecánica extraocular a menudo han asumido propiedades isotrópicas para los tejidos oculares, a pesar de evidencia que indica anisotropía en la vaina del nervio óptico (VNO). Para investigar esto más a fondo, desarrollamos un modelo de elementos finitos (FEM) de rotación ocular horizontal utilizando datos de resonancia magnética de un sujeto vivo con glaucoma de tensión normal. Las propiedades mecánicas se derivaron de pruebas de tracción en 17 ojos humanos post mortem, revelando características anisotrópicas previamente no reconocidas en la VNO. Simulamos rotaciones oculares horizontales de +/-32 grados y comparamos propiedades isotrópicas versus anisotrópicas de la VNO utilizando el modelo de Holzapfel. Las distribuciones de deformación en el nervio óptico (NO) fueron analizadas utilizando el software ABAQUS 2024. Durante 32 grados de aducción, el estrés y la deformación se concentraron en la unión esclera-VNO, alcanzando 8 MPa y 40% con propiedades isotrópicas, y 15 MPa y 30% con propiedades anisotrópicas. En contraste, durante 32 grados de abducción, el estrés fue menor y la deformación fue mayor en el caso isotrópico (6 MPa y 30%) en comparación con el caso anisotrópico (12 MPa y 25%). Las presiones intraocular e intracraneal aumentadas tuvieron un impacto mínimo en las respuestas mecánicas. Estos hallazgos sugieren que las propiedades anisotrópicas de la VNO aumentan la concentración de estrés en el disco óptico mientras reducen la deformación durante los movimientos oculares, ofreciendo nuevas perspectivas sobre la biomecánica ocular. Un fenómeno novedoso surgió de las simulaciones: durante duc...