Målet med kurset er at give en grundig introduktion til fænomenologien og fundamentale principper i vævsbiomekanik. Dertil gennemgås det matematiske grundlag for kontinuumsmekanikken indledningsvist. Anvendelsen af de matematiske modeller fokuseres på menneskets hofteled, store sener samt karvæggen i arterier. Der undervises både i anatomien og fysiologien, såvel som modellering af den mekaniske opførsel i de nævnte strukturer.
Som studerende skal du skrive rapporter, som beskriver øvelser udført i kurset inden for hvert af de tre anvendelsesområder. En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:

• Opskrive de grundlæggende mekaniske bevarelseslove
• Anvende grundlæggende vektor og tensor matematik til at løse et biomekanisk problem
• Anvende argumenter for symmetri til at bestemme relevante materialeparametre og egenskaber
• Forklare den fysiske betydning af konstitutive ligninger og benytte disse til at formulere biomekaniske modeller for forskellige vævstyper
• Beskrive anatomien og fysiologien af menneskets hofteled, store sener og karvæggen i arterier
• Indsamle eksperimentel data, som kan anvendes til bestemmelse af randbetingelser i en biomekanisk model
• Løse et biomekanisk problem ved hjælp af finite element metoden
• Opsummere og evaluere betydningen af modelresultater, samt udarbejde skriftlig rapport om disse. Rapporten skal opfylde grundlæggende krav til videnskablig kommunikation.
• Præsentere og diskutere en videnskabelig artikel indenfor et afgrænset biomekanisk emne i en journal club for medstuderende

I kurset gennemgår vi anatomien og fysiologien af menneskets hofteled, store sener og karvæggen i arterier. Desuden gennemgås den nødvendige del af vektor- og tensoranalysen, der anvendes i undersøgelsen af biomekaniske problemstillinger. Den matematiske formalisme anvendes efterfølgende til at formulere de grundlæggende bevarelsesprincipper i kontinuumsmekanikken og dertil forskellige typer af konstitutive ligninger. Tilsammen danner disse basis for al biomekanisk modellering. Eksempler inkluderer elastiske, visko-elastiske og hyperelastiske vævsmaterialer.
Vi vil læse og diskutere videnskabelige artikler, der beskriver biomekaniske problemstillinger for at give dig indsigt i hvorledes forskning udføres inden for disse områder.
Endelig omfatter kurset eksperimentelt arbejde, hvor du skal indsamle data til at analysere en given biomekanisk problemstilling. På Panum Instituttet vil der blive demonstreret metoder til opsamling af biomekanisk data. Gennem kurset vil du få tid til at opstille finite element modeller til at analysere problemstillinger, hvor du har indsamlet det nødvendige eksperimentelle data. Du skal aflevere skriftlige rapporter for øvelserne, som beskriver dine resultater og konsekvensen af disse. Kursusmaterialet er primært uddrag fra e-bøger tilgængelige via DTU FindIt:
1) J. D. Humphrey, S. L. O'Rourke: An Introduction to Biomechanics - solids and fluids, analysis and design, 2nd edition. Springer, 2015
2) F. Irgens: Continuum Mechanics. Springer, 2008
3) S. C. Cowin, S. B. Doty: Tissue Mechanics. Springer, 2007
4) J. D. Humphrey: Cardiovascular Solid Mechanics - cells, tissues and organs. Springer, 2002

Kursusmaterialet suppleres med videnskabelige artikler. E-learning anvendes i form af elektronisk baseret opgaverettelse. 07. november, 2022