Ανάλυση ιστομηχανικών ικριωμάτων χόνδρου με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων

Abstract

Η Μηχανική των Ιστών αποτελεί σήμερα έναν κλάδο της Εμβιομηχανικής και Βιοϊατρικής Τεχνολογίας, o οποίος παρεμβάλλεται μεταξύ των επιστημών της Βιολογίας, των Βιοϋλικών και της Εμβιομηχανικής προς αναγέννηση, επανόρθωση και αντικατάσταση ανθρώπινων ιστών. Στην κατεύθυνση υλοποίησης του προαναφερθέντος σκοπού αναπτύχθηκαν τα τελευταία χρόνια ιστομηχανικά ικριώματα, τα οποία αποτελούν ένα βιοαπορροφήσιμο μέσο εμφύτευσης των κυττάρων μέσα στον ανθρώπινο οργανισμό. Η τεχνολογία των ικριωμάτων αποτελεί μέχρι και σήμερα πρόκληση για τον ερευνητικό τομέα, δεδομένου ότι ακόμα υπολείπονται πολλά στοιχεία τα οποία θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ολοκλήρωση της γνώσης γύρω από τα βιολογικά ικριώματα. Ένα από τα στοιχεία αυτά είναι ο μηχανικός και ο δομικός χαρακτηρισμός βιολογικά ενεργών ικριωμάτων για εφαρμογές Μηχανικής των Ιστών. Προς την κατεύθυνση αυτή κινείται και η παρούσα διπλωματική εργασία, δεδομένου ότι στοχεύει στην προσέγγιση ιστομηχανικών iκριωμάτων προς αναγέννηση ιστού χόνδρου με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Η προσέγγιση αυτή με τη σειρά της αποσκοπεί στο μηχανικό χαρακτηρισμό των ικριωμάτων αυτών, στον προσδιορισμό των μηχανικών τους ιδιοτήτων και χαρακτηριστικών, καθώς και στη μελέτη επιρροής των διαφόρων μηχανικών ερεθισμάτων στην καλλιέργεια, ανάπτυξη και πραγματοποίηση των κυτταρικών λειτουργιών μέσα στο ικρίωμα.

Tissue engineering is an emerging area in bioengineering at the frontiers between biomaterials, biology and biomechanics for regenerating, repairing and replacing human tissue. The last few years biologically actve scaaffolds have been created, which constitute a bioabsorbable mean that is colonized by cells in the human body. Some aspects of the technology of tissue engineering scaffolds remain a challeng for the researchers. One of these aspects is the mechanical and structural characterisation of biologically activve scaffolds for tissue engineering applications The present ETD approaches and analyse tissue engieering scaffolds for cartilage applications using the finite element method. This approach aims at characterising mechanically these scaffolds, at determining their mechanical properties and at defining the influence of various mechanical stimuli on the cell cultivation and growth inside the scaffold.