Biopolymer networks govern to a large extent the mechanics of biological cells and tissue. Therefore their detailed understanding may be considered a corner stone for future developments in various fields of science and engineering, especially in biophysics, bioengineering and biomedical engineering. In this thesis, a micromechanical continuum approach is developed which enables highly efficient computer simulations of such networks on the basis of the finite element method and backward Euler time integration. These simulations allow for the analysis and the prediction of the mechanics of biopolymer networks on a microscale and therefore for the bottom-up understanding of biopolymer networks such as the cytoskeleton, which is governing cell motility, cell division and mechanotransduction in biological cells.     «

Biopolymer networks govern to a large extent the mechanics of biological cells and tissue. Therefore their detailed understanding may be considered a corner stone for future developments in various fields of science and engineering, especially in biophysics, bioengineering and biomedical engineering. In this thesis, a micromechanical continuum approach is developed which enables highly efficient computer simulations of such networks on the basis of the finite element method and backward Euler ti...     »

Biopolymere Netzwerke bestimmen in großem Umfang die Mechanik biologischer Zellen und Gewebe. Ein detailliertes Verständnis dieser Netzwerke kann daher als Grundlage für zahlreiche zukünftige Entwicklungen im Bereich der Natur- und Ingenieurwissenschaften angesehen werden, insbesondere in der Biophysik, der Biotechnik und der Medizintechnik. In der vorliegenden Arbeit wird ein mikromechanischer Kontinuumsansatz entwickelt, der effiziente rechnergestützte Simulationen solcher Netzwerke auf der Basis der Methode der Finiten Elemente und eines Rückwärtseulerzeitintegrationsverfahrens ermöglicht. Diese Simulationen erlauben die Analyse und Vorhersage der Mechanik biopolymerer Netzwerke auf Mikroebene und somit ein bottom-up-Verständnis biopolymerer Netzwerke wie etwa des Zytoskeletts, das Zellmotilität, Zellteilung und Mechanotransduktion in biologischen Zellen steuert.     «

Biopolymere Netzwerke bestimmen in großem Umfang die Mechanik biologischer Zellen und Gewebe. Ein detailliertes Verständnis dieser Netzwerke kann daher als Grundlage für zahlreiche zukünftige Entwicklungen im Bereich der Natur- und Ingenieurwissenschaften angesehen werden, insbesondere in der Biophysik, der Biotechnik und der Medizintechnik. In der vorliegenden Arbeit wird ein mikromechanischer Kontinuumsansatz entwickelt, der effiziente rechnergestützte Simulationen solcher Netzwerke auf der Ba...     »