Modèle de stratifié

La précision de notre modèle dans la prédiction des données expérimentales publiées antérieurement nous donne la certitude que les contraintes résiduelles et les souches prédites in situ devraient être très proches des valeurs réelles qu`on pourrait obtenir expérimentalement. Les souches dans le plan sont continues et linéaires, ce qui est une conséquence directe de l`hypothèse de flexion pure comme décrit précédemment. Il est d`accord avec la constatation expérimentale que le bord latéral est presque toujours perpendiculaire à la surface et au fond de la bande articulaire, comme le montre la figure 1 du papier de Setton et al [21]. C`est aussi la raison pour laquelle la contrainte de cisaillement à l`intérieur du tissu a été ignorée et la théorie de la stratification classique a été choisie au lieu de l`approximation de premier ordre de la théorie de la plaque stratifiée déformée par cisaillement; Ceci fournit un contrôle à posteriori pour nos hypothèses de modèle [36]. Cependant, une partie des contraintes résiduelles aurait pu déjà être libérée lorsque les bandes de cartilage sont excisées des os subchondres. Par conséquent, les contraintes résiduelles pourraient être plus grandes dans le cartilage intact, en particulier dans la zone superficielle. Les éléments de [CIJ] sont les rigidités orthotropes intrinsèques de la matrice solide qui incluent les effets du renfort de fibre orienté dans différentes directions dans les couches (tableau 1). Basé sur l`orientation du fibrille de collagène, un modèle isotrope est utilisé pour le ML et le modèle transversalement isotrope pour le DL. Le SL a un module de traction beaucoup plus grand que celui de l`ML, et il est plus petit dans la direction perpendiculaire aux lignes de fractionnement que dans la direction parallèle [32, 33].

Par conséquent, un modèle orthotrope a été utilisé pour le SL. En outre, en raison de la non-linéarité de la tension-compression bien connue [34], la rigidité dans la direction prédominante des fibres de collagène dépend du signe de la souche (c.-à-d., tension ou compression) vécue par les fibrilles de collagène local-protéoglycan matrice solide et modélisée avec l`élasticité linéaire conewise [35] (voir tableau 1). En conclusion, le modèle triphasique orthotrope stratifié à trois couches a été développé avec succès pour décrire les comportements de curling de fines bandes de cartilage articulaire, y compris la prédiction des souches tissulaires et des courbures de flexion. Nos résultats indiquent que pour un tissu mou hydraté chargé, l`équilibre de la pression de gonflement du protéoglycan et les contraintes de contention du collagène dans la matrice solide déterminent la contrainte résiduelle tissulaire et que l`ultrastructure de collagène en couches et la la stratification des propriétés mécaniques résultantes semble dominer l`inhomogénéité du FCD pour déterminer les comportements de curling du cartilage articulaire. En prenant en compte les contributions mécaniques des protéoglycanes et des fibrilles de collagène, notre modèle fournit des avantages dans la compréhension du développement du cartilage et des mécanismes de soutien de chargement d`une telle matrice solide renforcée de fibres hydratées et fournir des conseils de conception pour de meilleures stratégies pour la réparation et la régénération du cartilage. L`étirement et le curling prévus sont comparables aux données expérimentales rapportées antérieurement par Setton et al [21].

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