شبیه سازی رشد عضله دوسررانی تحت کشیدگی با بکارگیری الگوی چندمقیاسی برای افزودن تعداد سارکومرها

از ابزارهای کاربردی متخصصان دخیل در امر بیماری های عضلانی-اسکلتی نظیر متخصصان طب فیزیکی، توان بخشی و ارتوپدی در تشخیص روش صحیح درمان، شناخت روند رشد ماهیچه و تعیین نواحی بحرانی آن است که در حین کشش های وارده در فیزیوتراپی تحت خطر آسیب و یا پارگی قرار می گیرند. هدف این مقاله، بررسی نحوه رشد سلول عضلانی-اسکلتی و هم چنین تعیین نواحی آسیب پذیر عضله دوسررانی بر اثر کشش های مکانیکی وارده برآن است. در این تحقیق با فرض رفتار ماده هایپرالاستیک برای ماهیچه، روابط رشد محدود با بهره گیری از روش تجزیه تنسور گرادیان تغییر شکل به دو بخش الاستیک و رشد برای آن بازنویسی شده است. در نتیجه، روابط مکانیک محیط پیوسته بامعادله تکامل رشد تلفیق شده و یک مجموعه معادلات دیفرانسیلی دارای مفاهیم بیولوژیکی و مکانیکی حاصل شدند که برای حل آن ها از روش اجزاء محدود با کمک نرم افزار آباکوس و کدنویسی سابروتین UMAT در نرم افزار فرترن استفاده شده است. سپس عضله دوسر رانی قسمت سر بلند به شکل یک استوانه مدل و شبیه سازی آن بر اساس یک دوره 6 هفته ای و به میزان 10% افزایش طول اولیه بر آن انجام شده است. نتایج نشان می دهند که بیشینه کشیدگی ها نه در داخل عضله بلکه در رویه ها و در نواحی بالا در رویه بیرونی معادل با 04/1 و نواحی پایین در رویه درونی معادل با 06/1 اتفاق می-افتند. هم چنین با بررسی پراکندگی رشد مشخص می شود که ماهیچه به طور ناهمگن رشد می کند. نتایج شبیه سازی عددی، به تشخیص نحوه صحیح و بهینه درمان، در توان بخشی بیماران و جراحی های ارتوپدیک کمک ارزشمندی خواهد بود.