J 2023

Biaxial stretch can overcome discrepancy between global and local orientations of wavy collagen fibres

TURCANOVA, Michaela, Jiri FISCHER, Markéta HERMANOVÁ, Zdeněk BEDNAŘÍK, Pavel SKACEL et. al.

Základní údaje

Originální název

Biaxial stretch can overcome discrepancy between global and local orientations of wavy collagen fibres

Autoři

TURCANOVA, Michaela (203 Česká republika, garant), Jiri FISCHER (203 Česká republika), Markéta HERMANOVÁ (203 Česká republika, domácí), Zdeněk BEDNAŘÍK (203 Česká republika, domácí), Pavel SKACEL (203 Česká republika) a Jiri BURSA (203 Česká republika)

Vydání

JOURNAL OF BIOMECHANICS, OXFORD, ELSEVIER SCI LTD, 2023, 0021-9290

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

20302 Applied mechanics

Stát vydavatele

Velká Británie a Severní Irsko

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Impakt faktor

Impact factor: 2.400 v roce 2022

Kód RIV

RIV/00216224:14110/23:00134348

Organizační jednotka

Lékařská fakulta

UT WoS

001115580000001

Klíčová slova anglicky

Arterial wall; Collagen; Fibre direction; Fibre waviness; Concentration parameter

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 3. 1. 2024 08:37, Mgr. Tereza Miškechová

Anotace

V originále

Most frequently used structure-based constitutive models of arterial wall apply assumptions on two symmetric helical (and dispersed) fibre families which, however, are not well supported with histological findings where two collagen fibre families are seldom found. Moreover, bimodal distributions of fibre directions may originate also from their waviness combined with ignoring differences between local and global fibre orientations. In contrast, if the model parameters are identified without histological information on collagen fibre directions, the resulting mean angles of both fibre families are close to +/- 45 degrees, which contradicts nearly all histologic findings. The presented study exploited automated polarized light microscopy for detection of collagen fibre directions in porcine aorta under different biaxial extensions and approximated the resulting histograms with unimodal and bimodal von Mises distributions. Their comparison showed dominantly circumferential orientation of collagen fibres. Their concentration parameter for unimodal distributions increased with circumferential load, no matter if acting uniaxially or equibiaxially. For bimodal distributions, the angle between both dominant fibre directions (chosen as measure of fibre alignment) decreased similarly for both uniaxial and equibiaxial loads. These results indicate the existence of a single family of wavy circumferential collagen fibres in all layers of the aortic wall. Bimodal distributions of fibre directions presented sometimes in literature may come rather from waviness of circumferentially arranged fibres than from two symmetric families of helical fibres. To obtain a final evidence, the fibre orientation should be analysed together with their waviness.

Návaznosti

GA21-21935S, projekt VaV
Název: Výpočtové modelování pulzačního proudění v poddajných trubicích s aplikací na tandemovou stenózu karotidy
Investor: Grantová agentura ČR, Výpočtové modelování pulzačního proudění v poddajných trubicích s aplikací na tandemovou stenózu karotidy