Fibrin clot fracture under cyclic fatigue and variable rate loading
Notice bibliographique
Résumé
Fibrin clot is a of vital class of fibrous materials, governing the mechanical response blood clots. Fracture behavior of fibrin clots under complex physiological load is relevant for hemostasis and thrombosis. But how they fracture under cyclic and variable rate loading has not been reported. Here we conduct cyclic fatigue and monotonic variable rate loading tests on fibrin clots to characterize their fracture properties in terms of fatigue threshold and rate-dependent fracture toughness. We demonstrate that the fracture behavior of fibrin clots is sensitive to the amplitude of cyclic load and the loading rate. The cyclic fatigue tests show the fatigue threshold of fibrin clots at 1.66 J/m2, compared to the overall fracture toughness 15.8 J/m2. Furthermore, we rationalize the fatigue threshold using a semi-empirical model parameterized by 3D morphometric quantification to account for the hierarchical molecular structure of fibrin fibers. The variable loading tests reveal rate dependence of the overall fracture toughness of fibrin clots. Our analysis with a viscoelastic fracture model suggests the viscoelastic origin of the rate-dependent fracture toughness. The toughening mechanism of fibrin clots is further compared with biological tissues and hydrogels. This study advances the understanding and modeling of fatigue and fracture of blood clots and would motivate further investigation on the mechanics of fibrous materials. Fibrin clot is a soft fibrous gel, exhibiting nonlinear mechanical responses under complex physiological loads. It is the main load-bearing constituent of blood clots where red blood cells, platelets and other cells are trapped. How the fibrin clot fractures under complex mechanical loads is critical for hemostasis and thrombosis. We study the fracture behavior of fibrin clots under cyclic fatigue and monotonic variable rate loads. We characterize the fatigue-threshold and viscous energy dissipation of fibrin clots. We compare the toughness enhancement of fibrin clot with hydrogels. The findings offer new insights into the fatigue and fracture of blood clots and fibrous materials, which could improve design guidelines for bioengineered materials.
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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) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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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 ».