توضیحات
این مسئله مثال استفاده از فناوری عنصر فشار منفذ جفت شده را برای مطالعه پاسخ خزشی یک قطعه حرکت کمری تحت فشار نشان می دهد. شبیه سازی برهمکنش بین فاز جامد و فاز سیال را در بافت های نرم نشان می دهد.
تقریباً 26 میلیون آمریکایی بین سنین 20 تا 64 سال تحت تأثیر کمردردهای مکرر [1] قرار دارند که یکی از دلایل اصلی ناتوانی کارگران است. این مشکل هر سال تقریباً 50 تا 100 میلیارد دلار به اقتصاد زیان می رساند [2]. اکثر مشکلات کمر شامل دیسک بین مهره ای (IVD) است که در این تصویر نشان داده شده است
یک بخش حرکتی مهره انسان از اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می‌گیرد. نیروی محوری ثابت 500 نیوتن در بالای مهره فوقانی اعمال می شود در حالی که مهره پایینی در پایین ثابت می شود. در ابتدا، بار کامل فورا اعمال می شود و در مرحله خزش بعدی حفظ می شود. در طول کل دوره بارگذاری، سطوح جانبی IVD قابل نفوذ هستند
IVD کوچکترین بخش از ستون فقرات است که ویژگی های بیومکانیکی مشابه با کل ستون فقرات را نشان می دهد [3]. IVD از حلقوی توده ای و هسته پالپوزوس، هر دو بافت نرم تشکیل شده است. تجزیه و تحلیل اجزای محدود (FEA) از سال 1983 در تحقیقات بیومکانیک ارتوپدی و بیومکانیک ستون فقرات استفاده شده است. به طور معمول، IVD توسط عناصر جامد مدل می شود. با این حال، بسیاری از مشاهدات تجربی نشان می دهد که در نظر گرفتن بافت نرم در IVD به عنوان یک مدل دو فازی، واقع بینانه تر است. به عنوان مثال، هنگامی که دیسک فشرده می شود، مایع از کل دیسک [5] یا از برش های دیسک خارج می شود. بنابراین، می توان بافت های نرم را در IVD یک سیستم چند فازی در نظر گرفت. مطالعات بالینی نشان می دهد که کمردرد با رفتار مکانیکی دیسک بین مهره ای مرتبط است. یک یافته مهم این است که دیسک بین مهره ای تحلیل رفته نفوذپذیری کمتری نسبت به دیسک معمولی دارد [3]. بنابراین، استفاده از عناصر فشار منافذ جفت شده در شبیه‌سازی بخش حرکتی کمر، مدلی واقعی برای مطالعه بالینی دیسک‌های بین مهره‌ای دژنره شده ارائه می‌کند.
