حمید مظفری - استادیار، گروه مکانیک،دانشگاه پیام نور،تهران
حسن پیرسراندیب - دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک ساخت و تولید، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قم، ایران
محمد نجفی زاده - دانشجوی کارشناسی ارشد مکانیک ساخت و تولید، دانشگاه آزاد اسلامی واحد قم، ایران

ساخت و آزمایش بایوکامپوزیت های تقویت شده با ذرات با توجه به هزینه های بالای بایو مواد و چالشهای پخش ذرات در ماتریس مقرون به صرفه نبوده و بسیار زمانبر میباشد. بنابراین، پیشبینی خواص مکانیکی این مواد با استفاده از روش های المان محدود راهکار مناسبی میباشد. بر این اساس، در تحقیق حاضر روش المان محدود چند مقیاسه به منظور بررسی رفتار بایوکامپوزیت هیدروژلی تقویت شده با فیبرهای کلاژن برای جایگزینی بافت زنده توسعه داده شده است. به منظور انجام تحلیل ها از نرم افزار المان محدود آباکوس استفاده شد و تأثیر پارامترهای مختلف بر رفتار مکانیکی این مواد مطالعه شد. نتایج نشان میدهد که استفاده از فیبرهای کلاژن تأثیر قابل ملاحظه ای بر رفتار مکانیکی بایوکامپوزیت هیدروژلی دارد. نتایج نشان میدهد که حداکثر مقدار تنش برای بایوکامپوزیت هیدروژلی تقویت شده با 1 درصد کسر حجمی، 2 درصد کسر حجمی و 4 درصد کسر حجمی فیبر کلاژن به ترتیب برابر با 1913، 522 و 460 به دست میآید. علاوه بر این، به ازای درصدهای بالاتر % 4,7 فیبرهای کلاژن پدیده آگلومراسیون اتفاق افتاده و در نتیجه به علت تضعیف چسبندگی ذرات با ماتریس و مانع انتقال کافی خواص فیبرهای کلاژن به ماتریس، خواص مکانیکی کاهش یافته و وجود ذرات تأثیر منفی بر مشخصات مکانیکی بایوکامپوزیت کلاژن خواهد داشت.

آگلومراسیون، بافت، بایوکامپوزیت، رفتار بایوکامپوزیت هیدروژلی، فیبرهای کلاژن.