@article { author = {Haghpanahi, Mohammad and Nikkhoo, Mohammad and Peirovi, Habibollah}, title = {Triphasic Finite Element Modeling of Intervertebral Discs for Biomechanical Studies in Tissue Engineering}, journal = {Iranian Journal of Biomedical Engineering}, volume = {2}, number = {1}, pages = {47-56}, year = {2008}, publisher = {Iranian Society for Biomedical Engineering}, issn = {5869-2008}, eissn = {9685-8006}, doi = {10.22041/ijbme.2008.13458}, abstract = {According to mechanobilogical studies as an infrastructure for tissue engineering researches, this paper presents a triphasic finite element modeling of intervertebral discs such a hydrated porous soft tissue. First, the governmental equations were derived on the basis of the laws of continuum mechanics. Then the standard Galerkin weighted residual method was used to form the finite element model. The implicit time integration schemes were applied to solve the nonlinear equations. The formulation accuracy and convergence for one dimensional case were examined with Simon's and Sun's analytical solutions and also Drost's experimental Data. It was shown that the mathematical model is in excellent agreement and has the capability to simulate the intervertebral disc response under different types of mechanical and electrochemical loading conditions. Finally, to have a short review of the capability of the model, a homogenous two dimensional version of the model was applied to simulate the response of a simple sagittal slice of the intervertebral disc. }, keywords = {Finite element,Mechanobiology,Porous media theory,intervertebral disc,Galerkin method}, title_fa = {مدلسازی المان محدود سه فازی دیسک بین مهره ای برای کاربرد در مطالعات بیومکانیکی مهندسی بافت}, abstract_fa = {در راستای مطالعات مکانیک بیولوژیکی به عنوان یکی از زیر ساختارهای مهم علوم مهندسی بافت، در این مقاله به مدلسازی ترکیبی المان محدود دیسک های بین مهره ای به عنوان یک بافت نرم متخلخل اشباع شده پرداخته شده است. بنابراین در ابتدا با توجه به قوانین حاکم بر مکانیک محیط های پیوسته، روابط حاکم بر مدل سه فازی دیسک های بین مهره ای استخراج شده است. سپس با استفاده از روش باقیمانده وزنی گلرکین، فرمول بندی المان محدود استخراج و با بهره گیری از روش های نیومارک و بازگشتی اویلر، روابط غیرخطی حل گردیده است. در نهایت به منظور صحه گذاری مدل ریاضیاتی، نتایج مدل یک بعدی با نتایج تحلیلی دکتر سیمون و دکتر سان و همچنین اطلاعات آزمایشگاهی دکتر رست مقایسه شده است. نتایج مبین قابلیت مدل ریاضیاتی برای استفاده در مطالعات بیومکانیکی در قبال بارگذاری های مختلف مکانیکی و الکتروشیمیایی است و بنابراین می توان بر پایه این مدل به بررسی بیومکانیک مهندسی بافت دیسک های بین مهره ای در طرح ریزی فرایند کشت سلولی پرداخت. در نهایت با استفاده از مدل دوبعدی همگن صفحه ساجیتال با خواص مکانیکی دیسک بین مهره ای، به بخشی از کاربردهای متعددی که مدل می تواند در فرایند مطالعات بیومکانیک مهندسی بافت ایفا کند، اشاره ای اجمالی شده است.}, keywords_fa = {المان محدود,مکانیک بیولوژیکی,تئوری محیط های متخلخل,دیسک بین مهره ای,روش باقیمانده وزنی گلرکین}, url = {https://www.ijbme.org/article_13458.html}, eprint = {https://www.ijbme.org/article_13458_7fcf6cedaa2a6de101f4eba3e3d86962.pdf} }