Germain
THE MECHANICS OF PUNCTURE FINALEMENT EXPLIQUÉS
Une récente étude publiée dans le Journal of the Mechanics and Physics of Solids révèle enfin ce qui se passe lorsque l’on perce la peau avec une aiguille. L’étude a été menée par Mattia Bacca, professeur adjoint à l’Université de la Colombie-Britannique, et Stefano Fregonese, doctorant en génie mécanique, qui ont utilisé l’ingénierie bio-inspirée pour résoudre le problème complexe des mécanismes de la perforation des matériaux souples tels que la peau.
MÉCANIQUE DES COUPES
Bacca explique que la découpe est omniprésente dans notre vie quotidienne pour notre survie. Ainsi, presque toutes les espèces du règne animal ont développé des caractéristiques morphologiques et physiques remarquables pour couper les tissus alimentaires et se défendre. Cependant, les mécanismes impliqués dans les matériaux mous ont attiré l’attention seulement ces dernières décennies. Le problème n’a été résolu qu’une fois que Bacca et Fregonese ont créé une théorie mécanique pour déterminer la force critique requise pour percer avec une aiguille.
NEEDLES WITH LESS FORCE
La théorie mécanique créée par Bacca et Fregonese prévoit la force nécessaire pour percer la peau avec une aiguille. Elle prédit également la force de perfusion nécessaire pour atteindre le même effet sur des tissus plus souples. Les résultats montrent que la force nécessaire à l’insertion de l’aiguille est proportionnelle à la ténacité du tissu et inversement proportionnelle au rayon de l’aiguille. Les aiguilles plus fines nécessitent donc moins de force. Cependant, le matériau mousiseux nécessite une force élevée pour la perforation, indépendamment de sa ténacité.
APPLICATIONS
L’ingénierie bio-inspirée de Bacca et Fregonese permettra aux ingénieurs de développer des applications telles que des équipements de protection, des processus d’automatisation pour le traitement des aliments et une technologie de chirurgie robotique émergente, entre autres. Il est fort probable que cette théorie puisse également aider à améliorer la façon dont les gens vivent les injections dans le futur.
Sources:
– L’étude complète : https://doi.org/10.1016/j.jmps.2021.104497
– Le laboratoire Micro & Nano Mechanics de Bacca : https://micronano.mech.ubc.ca/
– Évolution morphologique des animaux : https://mech.ubc.ca/2020/05/21/ubc-mechanical-engineering-prof-receives-human-frontier-science-program-grant/
– Dr David Labonte: https://www.imperial.ac.uk/people/d.labonte
– Dr. Natalie Holt: https://profiles.ucr.edu/app/home/profile/natalieh
– Dr. Kevin Golovin: https://engineering.ok.ubc.ca/about/contact/kevin-golovin/
– Dr. Gwynn Elfring: https://mech.ubc.ca/gwynn-elfring/
– Aiguilles jetables auto-administrées : https://mech.ubc.ca/boris-stoeber/
