Descripción del proyecto
Modelización de la mecánica de contacto biológica
Necesitamos comprender mejor los fenómenos que se produce en las interfaces biológicas, como las existentes entre tejidos blandos y líquidos complejos. El proyecto financiado con fondos europeos BIOCONTACT se propone construir un modelo mecánico para tejidos blandos biológicos que aplique las leyes de la mecánica de contacto. El modelo contribuirá a caracterizar las interacciones químicas y mecánicas que se producen en la interfaz, teniendo en cuenta las propiedades de los diferentes materiales. En combinación con un modelo de lubricación, el modelo de contacto abordará las interacciones entre sólidos y líquidos, y generará una herramienta para uso tanto industrial como médico que podría contribuir a la prevención de escaras durante las hospitalizaciones y aumentar la compatibilidad de los implantes ortopédicos.
Objetivo
In the last decade, a number of medical and bio-engineering challenges, requiring a deep understanding of the phenomena occurring at biological interfaces, have intensified scientific interest in the field of biological contact mechanics. BIOCONTACT will develop an innovative methodology to tackle bio-lubricated contacts involving soft tissues in the presence of complex fluids, enhancing the understanding of these interactions, by pursuing new models and numerical methodologies, specifically suited for this class of problem. This approach is key to provide long-term societal benefits by solving long-standing issues including the prevention of hospital bedsores, the mechanical compatibility of prosthetic implants or contact lens, and the optimization of surgical procedures and tools. In particular, my vision is to first build a mechanical model for biological soft tissues that specifically uses constitutive laws for multi-layered linear viscoelastic materials. This model will be then implemented in a newly developed contact mechanics solver, based on improved Boundary Element Method schemes that I have recently proposed, and that will be able to capture specific chemo-mechanical local responses adopting mean potentials that rely on atomistic and molecular descriptions of the interface. In the framework of inverse analysis, the material properties of individual layers will be tuned to best replicate the experimental behavior captured using an innovative procedure. This relies on a new scale separation methodology and is able to probe different zones and layers within the tissue. Finally, in order to provide a complete and widely applicable tool, solid-liquid interaction will be addressed by coupling the contact model with a lubrication model, based on non-Newtonian Reynolds theory. The development of this ready-to-use numerical tool will foster the uptake of my proposed methodologies for use in the above mentioned complex cases of industrial and medical relevance.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
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Programa(s)
Régimen de financiación
MSCA-IF-EF-ST - Standard EFCoordinador
SW7 2AZ LONDON
Reino Unido