A Finite Element Study of the Relationship Between Bone Fibril Elasticity and Degree of Mineralization
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents a two-dimensional (2D) finite element model of the mineralized collagen fibril. The model was developed to investigate the relationship between fibril elasticity and degree of mineralization, the latter is measured by volume fraction of minerals. Mineralized fibrils were modeled as two-phase composite materials with mineral platelet inclusions embedded in the collagen matrix. Fibril elasticity moduli were determined by finite element analyses. It was found that the fibril elastic modulus increases slowly with the volume fraction of minerals up to a volume fraction of 39.2%. Beyond this point, the elastic modulus increases rapidly with volume fraction. This rapid increase is probably attributed to the sharp gain in von Mises strain within the fibril resulting from a decrease in axial spacing between hydroxyapatite crystals. These results provide insights into the mechanical properties of bone at the nano-mesoscale. The results from the finite element modelling are compared with predictions from theoretical models such as the Mori-Tanaka Scheme, the Self-consistent scheme, and the Voigt-Reuss bounds. Whereas there are considerable differences between theoretical predictions and finite element results, similar trends can still be observed, indicating that finite element modelling is a promising approach to understand the effects of bone chemical composition on its mechanical behaviour.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».