Cylindre transverse isotrope poroélastique chargé cycliquement : application à un ostéon

Agnès Rémond; Salah Naili

doi:10.1016/j.crme.2004.05.001

Cylindre transverse isotrope poroélastique chargé cycliquement : application à un ostéon
[Cyclic loading of a transverse isotropic poroelastic cylinder: a model for the osteon]

Presented by: Robert Dautray

Agnès Rémond ¹; Salah Naili ¹

¹ Biomécanique et biomatériaux ostéo-articulaires, CNRS UMR 7052 B2OA, faculté des sciences et technologie, université Paris XII–Val-de-Marne, 61, avenue du Général de Gaulle, 94010 Créteil cedex, France

Comptes Rendus. Mécanique, Volume 332 (2004) no. 9, pp. 759-766.

Abstract
Résumé

The poroelastic problem associated with a hollow cylinder under cyclic loading is solved. Both fluid and solid phases are supposed compressible. Solid matrix is modeled as an elastic transverse isotropic material. An explicit close-form solution for the steady state is obtained. This cylinder is considered as a model for an osteon, the basic unit of cortical bone. The fluid flow distribution as a function of poroelastic properties and cyclic loading is discussed, as this could influence bone remodeling.

L'étude d'un cylindre poroélastique creux sollicité par déplacements axiaux cycliques est menée dans le cadre de la théorie de la poroélasticité. Les phases fluide et solide sont supposées compressibles. Le matériau a des propriétés transverse isotrope. Une solution analytique explicite du problème posé en régime établi est obtenue. Le cylindre considéré représente un modèle d'ostéon, élément unitaire du tissu osseux. La répartition de la vitesse moyenne d'écoulement du fluide, en fonction des caractéristiques poroélastiques du matériau et de celles du chargement imposé, est étudiée pour sa probable influence sur le remodelage osseux.

Received: 2004-02-17
Accepted: 2004-05-25
Published online: 2004-07-23

DOI: 10.1016/j.crme.2004.05.001

Mots-clés : Biomécanique, Poroélasticité, Isotropie transverse, Os compact, Ostéon
Keywords: Biomechanics, Poroelasticity, Transverse isotropy, Compact bone, Osteon

Author's affiliations:

Agnès Rémond ¹; Salah Naili ¹

¹ Biomécanique et biomatériaux ostéo-articulaires, CNRS UMR 7052 B2OA, faculté des sciences et technologie, université Paris XII–Val-de-Marne, 61, avenue du Général de Gaulle, 94010 Créteil cedex, France

@article{CRMECA_2004__332_9_759_0,
     author = {Agn\`es R\'emond and Salah Naili},
     title = {Cylindre transverse isotrope poro\'elastique charg\'e cycliquement : application \`a un ost\'eon},
     journal = {Comptes Rendus. M\'ecanique},
     pages = {759--766},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {332},
     number = {9},
     year = {2004},
     doi = {10.1016/j.crme.2004.05.001},
     language = {fr},
}

TY  - JOUR
AU  - Agnès Rémond
AU  - Salah Naili
TI  - Cylindre transverse isotrope poroélastique chargé cycliquement : application à un ostéon
JO  - Comptes Rendus. Mécanique
PY  - 2004
SP  - 759
EP  - 766
VL  - 332
IS  - 9
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/j.crme.2004.05.001
LA  - fr
ID  - CRMECA_2004__332_9_759_0
ER  -

%0 Journal Article
%A Agnès Rémond
%A Salah Naili
%T Cylindre transverse isotrope poroélastique chargé cycliquement : application à un ostéon
%J Comptes Rendus. Mécanique
%D 2004
%P 759-766
%V 332
%N 9
%I Elsevier
%R 10.1016/j.crme.2004.05.001
%G fr
%F CRMECA_2004__332_9_759_0

Agnès Rémond; Salah Naili. Cylindre transverse isotrope poroélastique chargé cycliquement : application à un ostéon. Comptes Rendus. Mécanique, Volume 332 (2004) no. 9, pp. 759-766. doi : 10.1016/j.crme.2004.05.001. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/mecanique/articles/10.1016/j.crme.2004.05.001/

References
Cited by

[1] S.C. Cowin Bone Mechanics Handbook, CRC Press, Boca Raton, FL, 2001

[2] L.E. Lanyon Functional strain as a determinant for bone remodeling, Calcified Tissue Int., Volume 36 (1984) no. Suppl. 1, p. S56-S61

[3] E.H. Burger; J. Klein-Nulend Mechanotransduction in bone–role of the lacuno-canalicular network, Faseb J., Volume 13 (1999) no. Suppl., p. S101-S112

[4] R.B. Martin; D.B. Burr; N.A. Sharkey Skeletal Tissue Mechanics, Springer, New York, 1998

[5] M.A. Biot Theory of elasticity and consolidation for a porous anisotropic solid, J. Appl. Phys., Volume 26 (1955) no. 2, pp. 182-185

[6] S. Weinbaum; S.C. Cowin; Y. Zeng A model for the excitation of osteocytes by mechanical loading-induced bone fluid shear stresses, J. Biomech., Volume 27 (1994) no. 3, pp. 339-360

[7] Y. Zeng; S.C. Cowin; S. Weinbaum A fiber matrix model for fluid flow and streaming potentials in the canaliculi of an osteon, Ann. Biomed. Eng., Volume 22 (1994) no. 3, pp. 280-292

[8] D. Zhang; S. Weinbaum; S.C. Cowin On the calculation of bone pore water pressure due to mechanical loading, Int. J. Solids Struct., Volume 35 (1998) no. 34–35, pp. 4981-4997

[9] Y. Abousleiman; L. Cui Poroelastic solutions in transversely isotropic media for wellbore and cylinder, Int. J. Solids Struct., Volume 35 (1998) no. 34–35, pp. 4905-4929

[10] D. Zhang; S.C. Cowin Oscillatory bending of a poroelastic beam, J. Mech. Phys. Solids, Volume 42 (1994) no. 10, pp. 1575-1599

Cited by Sources:

Comments - Policy