心房肌被动剪切力学性能的研究

发布时间：2017-12-18 22:24

  本文关键词：心房肌被动剪切力学性能的研究

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【摘要】：心房作为心的腔室,在正常的心动周期中发挥着重要作用,且在心房整个跳动周期内,大约85%的时间处于非收缩状态,因此对心房肌被动力学性能的研究具有重大意义。但是目前对其研究还很少,而且基本采用拉伸测试手段,不能提供足够数据以获得更加精确的材料特性。所以,对心房肌多轴向的剪切测试就显得相当迫切。本文选用猪心作为实验材料,通过组织学观察选取适合的心房肌区域用于测试其被动剪切力学性能;并通过心房与心室力学数据的比较以了解心肌组织不同区域的力学性能是否存在差异。获得的实验数据不仅可以为心肌的有限元建模提供材料参数,用于进一步的建模研究,还可以用于组织工程中心脏补丁材料的选择,对植入性医疗器械开发、植入位点的选择,及提高相关诊断技术有一定意义。本文主要研究内容及相应结果如下:(1)详述了由我们设计组装的一台适合于生物软组织剪切力学性能研究的设备,通过空载证明了设备的稳定性,通过已知相关材料参数的凝胶完成了验证实验,证明了设备的准确性。(2)通过组织学技术(石蜡切片)对心肌不同区域的观察,选取左心房中适合于被动剪切力学性能研究的2个区域的心肌,左心耳(LAA)和位于左心房后下方房室沟附近的区域(PI),为便于比较心房与心室肌被动力学性能是否存在差异,同时测试了左心室心肌的性能。(3)对所选三个区域的心肌进行剪切试验,结果表明,作为一种生物软组织材料,心房肌表现出了非线性、各向异性(正交各向异性)、黏弹性、应变软化的材料特征;且三个区域心肌组织的平均峰值应力的比较结果显示左心耳与左心室区域的心肌刚度相似(P0.05);PI区域的心肌刚度显著小于其它两个区域(P0.05);进一步比较显示PI区域的心肌在所有应变水平及所有剪切方向中其平均峰值应力均小于其它两个区域,这表明心肌非均匀的材料性质。基于以上结果,我们不能简单地用一组心肌力学参数表述整个心肌组织的材料特征。而且其中的非线性、各向异性的材料性质是取决于局部心肌组织成分及心肌显微结构轴(沿纤维方向、心肌层向、心肌层的法向)。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q66

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本文编号：1305858