Виртуальный одноосный тест на растяжение материала аневризмы аорты с кальцификацией

Аневризма брюшной аорты (АБА) является социально значимым заболеванием сердечно-сосудистой системы человека. Массивность аорты, а также склонность к образованию в ней внутрипросветных тромботических масс и кальцификатов делает исследование механики ее стенки нетривиальным. При этом клинически у пациентов наблюдается широкая вариативность в самих значения этих параметров, а также в клинических исходах, что делает актуальным исследование механики таких сосудистых тканей. В исследовании предлагается иерархия гиперупругих моделей, учитывающих уровень кальцификации ткани, с использованием численного моделирования. Для моделирования механики одноосного растяжения кальцинированной ткани АБА были использованы экспериментальные данные. Учитывались как характер кальцификации, так и механические свойства прочности стенки аневризмы. Анализируемые образцы разделены на два существенно различных класса в зависимости от содержания кальция. Оказалось, что образцы с более высоким модулем упругости обладают меньшей кальцификацией, что, скорее всего, связано с фиброзной микроструктурой сосудистой ткани. Гиперупругие модели материалов были получены на основе данных одноосного растяжения, проведенного для каждого образца на установке INSTRON 5944. Для наименее эластичного образца не удалось построить 3-параметрическую модель Муни –Ривлина. Для наиболее эластичного образца выполнен виртуальный одноосный тест на растяжение, моделирующий прогрессивный рост зоны кальцификации. Наиболее простые модели Нео-Гука и Йо предсказывают снижение напряжений с ростом зоны кальциноза с 0,34 до 0,28 МПа и с 0,39 до 0,27 МПа соответственно. При этом наиболее сложные гиперупругие модели Муни – Ривлина, напротив, демонстрируют стабильность для 3-параметрической модели или рост напряжений для 5-параметрической модели.