Abordagem FEMU para investigar a representação de modelos bifásicos aplicados a tecidos biológicos anisotrópicos

Resumo

A caracterização mecânica dos tecidos biologicos moles pode ser útil em diversas aplicações, como por 
exemplo no auxílio de escolha de tecnicas de tratamento individualizadas, prevenção de lesões, e no desenvol- 
vimento da engenharia de tecidos. Modelos computacionais tem sido desenvolvidos para atender estes escopos, 
principalmente na investigação de sistemas biomecanicos complexos. Nestes casos, as ferramentas numéricas 
devem ser capazes de representar as respostas mecanicas do tecido de interesse com certa acuracia. A maioria 
dos trabalhos encontrados na literatura geralmente utilizam modelos fenomenologicos apenas considerando a fase solida, apesar da evidente presenc ̧a de fluido em seu interior. Neste contexto, modelos bifásicos tem atraído par-
ticular atenção pois incorporam efeitos de um fluxo de fluido (fase fluida) dentro de uma matriz porosa sólida 

(fase solida), assim como ocorre fisiologicamente nos tecidos biológicos. Nesta abordagem, ainda existem muitas 
dificuldades associadas a identificação da contribuição de cada fase na resposta mecânica, principalmente quando 
estes materiais podem estar submetidos a campos de velocidade ou deformação heterogêneos. Portanto, o obje- 
tivo do presente trabalho e propor uma metodologia para estudar a capacidade representativa de modelos poro- ́
hiperelasticos em tais condições. Para isto, propõe-se a utilização da técnica FEMU (Finite Element Method ́
Updating) com respostas mecanicas experimentais da fase fluída, por meio do volume de fluído exsudato, e da fase
solida, por meio dos hist ́ oricos de força e deslocamentos em diferentes modos de compressão. Casos numéricos 
preliminares sao apresentados com a combinação de diferentes modelos constitutivos para as fases sólida e fluida, usando dados experimentais extraídos de literatura. Os resultados preliminares demostram que a proposta tem po-
tencial para estudos de identificalçao de parâmetros de modelos poro-hiperelasticos anisotropicos, utilizando dados experimentais relacionados a contribuição de cada fase do modelo bifásico.