O estudante Bruno Klahr, orientado pelo Prof. Eduardo Alberto Fancello, D.Sc. e coorientado por Thiago André Carniel, Dr. Eng., defenderá seu exame de qualificação na próxima segunda-feira (17/08), às 14h, por videoconferência. A defesa é vinculada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.
Banca:
Prof. Paulo de Tarso Rocha de Mendonça, Ph.D. (Presidente)
Prof. Jakson Manfredini Vassoler, Dr.Eng. (UFRGS)
Prof. Carlos Rodrigo de Mello Roesler, Dr.Eng.
Título: “Investigação numérica multiescala de tecidos biológicos moles utilizando modelos bifásicos”
Resumo:
Informações obtidas através de modelos numéricos que visam a investigação do comportamento mecânico de tecidos biológicos moles, podem ser fundamentais em diversas aplicações de bioengenharia, sejam essas em questões clínicas, como o estudo de patologias ou degeneração do tecido, ou aplicações em engenharia de tecidos, visando o desenvolvimento de tecidos funcionais a partir de conhecimentos em engenharia, química e biologia. Dentre os diversos tecidos moles, o estudo do comportamento mecânico do disco intervertebral desperta um grande interesse da comunidade científica, por se tratar de um componente essencial da coluna vertebral e pela necessidade de avanços em questões relacionadas à modelagem do comportamento biomecânico e de degeneração do tecido. Os discos intervertebrais podem ser subdivididos em três principais componentes, o anel fibroso, o núcleo pulposo e uma placa cartilaginosa. Dentre esses, o anel fibroso possui características mecânicas particulares e diversas funções estruturais e biológicas essenciais. Nesse contexto, diferentes modelos computacionais são desenvolvidos com o objetivo de representar o comportamento mecânico destes tecidos biológicos. Tais modelos, podem ser de origem fenomenológica, que visam representar os fenômenos macroscópicos, ou de origem multiescala, visando o entendimento de características microestruturais e micromecanismos que afetam a resposta mecânica destes tecidos. Sabe-se que os tecidos biológicos moles são altamente hidratados e, em sua maioria, pouco vascularizados. Dessa forma, quando há o interesse em investigar características associadas ao fluxo de fluido intersticial presente em tais tecidos, a utilização de modelos bifásicos torna-se uma ferramenta promissora. Em vista disso, o principal objetivo deste trabalho consiste na investigação do comportamento mecânico microestrutural do anel fibroso de discos intervertebrais através de uma abordagem multiescala considerando modelos bifásicos na representação das fases microestruturais. Entre os objetivos específicos, destaca-se a proposição e o desenvolvimento de uma teoria de homogeneização computacional considerando as fases microestruturais compostas por um meio sólido e um meio fluido homogeneizado, e a proposição de um elemento de volume representativo do anel fibroso, visando investigações da reposta mecânica microestrutural e a sua influência do comportamento macroscópico destes tecidos. Até o presente momento, realizou-se uma revisão bibliográfica relacionada à morfologia e estrutura de discos intervertebrais e a proposição e implementação de uma abordagem bifásica, visando o estudo do comportamento mecânico de tecidos biológicos.
Palavras-chave: Análise numérica, Homogeneização computacional, Modelos bifásicos, Tecidos biológicos, Disco intervertebral.