دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 52 12 2019 10 14 Simulation of Biceps Femoris Muscle Growth Based on Stretch Using a Multiscale Model شبیه‌سازی رشد عضله‌ دوسررانی‌ بر اثر کشش‌ با بکارگیری یک‌ مدل چندمقیاسه‌ 3549 3566 3633 10.22060/mej.2019.15643.6175 FA سعید جوادی گروه مکانیک- دانشکده مهندسی- دانشگاه فردوسی مشهد عبدالرحمن جامی الاحمدی گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد 0000-0001-8747-2884 علیرضا دانش مهر دانشگاه تهران*مهندسی مکانیک محدثه آزادواری دانشگاه علوم پزشکی تهران سعید نکونام دانشگاه علوم پزشکی تهران Journal Article 2019 01 17 Understanding the process of muscle tissue growth is important to professionals who <br />are involved in curing musculoskeletal disorders, physical medicine and rehabilitation specialists <br />and orthopedic surgeons. This article investigates the development of a musculoskeletal cell and also <br />determining the vulnerable areas of biceps femoris muscles due to passive strains applied on it. By <br />decomposing the deformation gradient tensor to two parts, the elastic and growth, the finite growth relations <br />have been applied for an isotropic hyperelastic muscle material behavior. Consequently, the continuum <br />relations were combined with the growth evolution equation whrer a series of mechanobiological <br />relations were obtained. To solve them, a FORTRAN user-defined material subroutine (UMAT) for the <br />finite element Abaqus software was written and executed. The biceps femoris – long head muscle was <br />simulated based on a 6-week period assuming as a cylinder with 10% increase in initial length. Results <br />of the simulation indicate that maximum strains occur in the surfaces, not inside the muscle. They reach <br />1.045 near the proximal muscle-tendon junction in the posterior layer and 1.06 in distal muscle-junction <br />in interior surface. Also, these results can help a correct and optimal treatment, patient’s rehabilitation <br />and orthopedic surgeries. شناخت‌ روند رشد ماهیچه‌ و تعیین‌ نواحی‌ بحرانی‌ تحت‌ آسیب‌ و یا پارگی‌ ابزاری برای تشخیص‌ روش صحیح‌ درمان برای<strong> </strong>متخصصان طب‌ فیزیکی‌ و توان بخشی‌ و ارتوپدی می‌باشند. هدف این‌ مقاله‌، بررسی‌ نحوه رشد سلول عضلانی‌-اسکلتی‌ و هم‌چنین‌ تعیین‌ نواحی‌ آسیب‌ عضله‌ دوسررانی‌ تحت‌ کشش‌های غیر فعال وارده بر آن است‌. با تجزیه‌ تانسور گرادیان تغییر شکل‌ به‌ دو بخش‌ الاستیک‌ و رشد، روابط‌ رشد محدود برای ماهیچه‌ با رفتار ماده هایپرالاستیک‌ تعیین‌ شدهاند. روابط‌ مکانیک‌ محیط‌ پیوسته‌ با معادله‌ تکامل‌ رشد تلفیق‌ و معادلات دیفرانسیل‌ بیولوژیکی‌ و مکانیکی‌ حاصل‌ شدند. برای حل‌ آنها از روش اجزای محدود در نرمافزار آباکوس با نوشتن‌ زیربرنامه‌ای برای رفتار ماده در زبان فرترن استفاده شد. عضله‌ی دوسررانی‌ قسمت‌ سر بلند به‌ شکل‌ یک‌ استوانه‌ فرض شده و شبیه‌سازی آن برای یک‌ دوره ٦ هفته‌ای و به‌میزان ١٠% افزایش‌ طول اولیه‌ انجام شد. نتایج‌ نشان می‌دهند که‌ ماهیچه‌ به‌طور ناهمگن‌ رشد می‌کند و بیشینه‌ کشیدگی‌ها در رویه‌ها اتفاق می‌افتند و نه‌ در داخل‌ عضله‌ که‌ در ناحیه‌ بالا در رویه‌ بیرونی‌ معادل1/045 ودر ناحیه‌ پایین‌ در رویه‌ درونی‌ معادل 1/06 می‌باشند. به‌علاوه، نتایج‌ می‌تواند به‌نحوه درمان صحیح‌ و بهینه‌ و توان بخشی‌ بیماران و جراحی‌های ارتوپدی کمک‌ کند. https://mej.aut.ac.ir/article_3633_acf922154627f6788918f03c42b123cd.pdf