Modèle conceptuel biomécanique

La mécanique des fluides biologiques, ou la mécanique des Biofluides, est l`étude des flux de fluides gazeux et liquides dans ou autour des organismes biologiques. Un problème de Biofluides liquides souvent étudiés est celui du flux sanguin dans le système cardiovasculaire humain. Dans certaines circonstances mathématiques, le flux sanguin peut être modélisé par les équations de Navier – Stokes. On suppose que le sang total in vivo est un fluide newtonien incompressible. Cependant, cette hypothèse échoue lorsqu`on envisage un écoulement vers l`avant dans les artérioles. À l`échelle microscopique, les effets des globules rouges individuels deviennent significatifs, et le sang total ne peut plus être modelé comme un continuum. Lorsque le diamètre du vaisseau sanguin est juste légèrement plus grand que le diamètre de la cellule sanguine rouge, l`effet Fahraeus – Lindquist se produit et il y a une diminution de la contrainte de cisaillement du mur. Cependant, comme le diamètre du vaisseau sanguin diminue encore, les globules rouges doivent se presser à travers le navire et souvent ne peut passer dans un seul fichier. Dans ce cas, l`effet de Fahraeus – Lindquist inverse se produit et la contrainte de cisaillement du mur augmente. La biomécanique comparée se chevauche fortement avec de nombreux autres domaines, dont l`écologie, la neurobiologie, la biologie du développement, l`éthologie et la paléontologie, dans la mesure où les journaux de ces autres domaines sont couramment publiés. La biomécanique comparée est souvent appliquée en médecine (en ce qui concerne les organismes modèles courants tels que les souris et les rats) ainsi que dans les biomimétiques, qui se penche sur la nature pour des solutions aux problèmes d`ingénierie.

[citation nécessaire] La biomécanique computationnelle est l`application d`outils informatiques d`ingénierie, tels que la méthode des éléments finis pour étudier la mécanique des systèmes biologiques. Les modèles de calcul et les simulations sont utilisés pour prédire la relation entre les paramètres qui sont autrement difficiles à tester expérimentalement, ou utilisés pour concevoir des expériences plus pertinentes réduisant le temps et les coûts des expériences. La modélisation mécanique utilisant l`analyse par éléments finis a été utilisée pour interpréter l`observation expérimentale de la croissance des cellules végétales afin de comprendre comment elles se différencient, par exemple. [13] en médecine, au cours de la dernière décennie, la méthode des éléments finis est devenue une alternative établie à l`évaluation chirurgicale in vivo. L`un des principaux avantages de la biomécanique computationnelle réside dans sa capacité à déterminer la réponse endo-anatomique d`une anatomie, sans être soumis à des restrictions éthiques. [14] cela a conduit la modélisation FE au point de devenir omniprésent dans plusieurs domaines de la biomécanique, tandis que plusieurs projets ont même adopté une philosophie Open source (par exemple BioSpine). Au XIXe siècle, Étienne-Jules Marey utilisa la cinématographie pour enquêter scientifiquement sur la locomotion. Il a ouvert le champ de l`analyse de mouvement moderne en étant le premier à corréler les forces de réaction au sol avec le mouvement. En Allemagne, les frères Ernst Heinrich Weber et Wilhelm Eduard Weber ont hypothéqué une grande partie de la démarche humaine, mais c`est Christian Wilhelm Braune qui a considérablement avancé la science en utilisant les avancées récentes en mécanique de l`ingénierie. Au cours de la même période, la mécanique d`ingénierie des matériaux a commencé à fleurir en France et en Allemagne sous les exigences de la révolution industrielle.

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