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Item type:Publication, Access status: with files , A comprehensive framework for computational modeling of growth and remodeling in tissue-engineered soft collagenous materials(Springer, 2025); ; ; ; Developing clinically viable tissue-engineered structural cardiovascular implants—such as vascular grafts and heart valves—remains a formidable challenge. Achieving reliable and durable outcomes requires a deeper understanding of the fundamental mechanisms driving tissue evolution during in vitro maturation. Although considerable progress has been made in modeling soft tissue growth and remodeling, studies focused on the early stages of tissue engineering remain limited. Here, we present a general, thermodynamically consistent model to predict tissue evolution and mechanical response throughout the in vitro maturation of passive, load-bearing soft collagenous constructs. The formulation utilizes a stress-driven homeostatic surface to capture volumetric growth, coupled with an energy-based approach to describe collagen densification via the strain energy of the fibers. We further employ a co-rotated intermediate configuration to ensure the model’s consistency and generality. The framework is demonstrated with two numerical examples: a uniaxially constrained tissue strip validated against experimental data and a cruciform-shaped biaxially constrained specimen subjected to load perturbation. These results highlight the potential of the proposed model to advance the design and optimization of tissue-engineered structural cardiovascular implants with clinically relevant performance.Publicationtype: Journal Article23 10 - Some of the metrics are blocked by yourconsent settings
Item type:Publication, Access status: with files , Land nachhaltig nutzenLand ist, gemessen an den vielfältigen Nutzungsansprüchen, eine knappe Ressource. Dementsprechend ist Land nicht nur wertvoll, sondern auch teuer – und wird immer teurer. Diese Verteuerung verstärkt den ökonomischen Druck auf die Landnutzung, trägt dazu bei, dass Effizienz und Erträge weiter gesteigert werden müssen, und befeuert den strukturellen Wandel zu großen Bewirtschaftungseinheiten. Insgesamt führt diese Entwicklung zu tendenziell nicht nachhaltigen Nutzungsformen. Land hat ganz unterschiedliche Qualitäten. Es ist eine natürliche Ressource für die Produktion von Lebens- und Futtermitteln, es ist Fläche für Siedlungs- und Infrastrukturen, es ist Lebensraum für Menschen, Pflanzen und Tiere. Es soll produktiv und schön sein, es soll unberührt erscheinen und effizient genutzt werden, es soll Artenvielfalt und Monokulturen beherbergen.Publicationtype: Book Part310 499