应力分布对瘢痕形成的影响

发布时间：2017-08-23 11:07

  本文关键词：应力分布对瘢痕形成的影响

  更多相关文章： 瘢痕 有限元分析 缝合应力 正交各向异性 朗格氏线

【摘要】：皮肤是人体第一道生理防线,当其受到创伤时,例如外伤、手术、疾病等,会形成不同程度的瘢痕组织,对皮肤的正常功能和美观造成影响。瘢痕组织是人体创伤修复过程中必然产物,其生长可以促使创伤愈合。目前,对于瘢痕组织形成机理的研究主要集中在相关细胞或者细胞因子对瘢痕形成的影响,忽略了外界环境,尤其是伤口所处的力学环境的作用。有资料显示,张力或力学因素在伤口最终外观形成的过程中具有重要作用;临床上瘢痕组织的多发部位多是人体皮肤表面张力较大的区域;压力疗法在瘢痕治疗方面作用显著;这些都说明了力学因素在瘢痕形成过程中有重要作用。但是力学因素的作用机制尚未完全阐明。因此,研究伤口缝合及包扎所引起的应力分布,对于阐明力学因素在瘢痕形成中的作用机制以及指导临床实践具有重要意义。本文工作主要有以下几方面:(1)皮肤材料特性实验首先,分别对两个月期龄和四个月期龄的巴马小香猪背部皮肤进行了沿朗格氏线(Langer's lines)和垂直朗格氏线两个正交方向的单轴拉伸实验,获得了不同生长期猪背皮肤在这两个正交方向上的弹性模量,以及应力松弛曲线和蠕变曲线。其次,对巴马小香猪取皮后形成的瘢痕组织进行了单轴拉伸实验,初步了解了瘢痕组织的力学特性,并对皮肤的力学特性实验提出了一些改进。实验结果表明:皮肤是典型的正交各向异性材料,沿朗格氏线方向的弹性模量大于垂直朗格氏线方向的弹性模量,且随着生长期的增加,弹性模量增大;瘢痕组织的弹性模量小于正常皮肤的弹性模量,且各向异性不明显;皮肤的松弛曲线和蠕变曲线可以用对数函数拟合,且皮肤的各向异性对皮肤应力松弛速率影响显著。(2)沿不同方向缝合的应力分析利用ABAQUS建立了模拟皮肤正交各向异性复合材料的平面应变模型,分析了沿不同缝合方向的单纯间断缝合,并比较了细长斜伤口单纯间断缝合与锯齿形缝合的差异。本文通过计算结果与临床实践的对比,验证了模型的可靠性,揭示了皮肤的各向异性对缝合应力的显著影响,并初步探索了更为合理的缝合方式。计算结果表明,垂直于朗格氏线的缝合方向可以有效地减小缝合应力;锯齿形缝合可以避开弹性模量较大的方向,从而减小缝合应力。此结果可以对临床实践提供有益指导。
【关键词】：瘢痕 有限元分析 缝合应力 正交各向异性 朗格氏线
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R622
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 皮肤及瘢痕的生理特点9-10
• 1.2 瘢痕形成的相关因素10-11
• 1.3 瘢痕预防及治疗的现状11-12
• 1.4 临床实践中减少瘢痕形成的措施12-13
• 1.5 有限元法在生物力学方面的应用13-14
• 1.6 本文的主要研究内容及意义14-17
• 第二章 皮肤生物力学参数实验测试17-47
• 2.1 皮肤生物力学特性概述17
• 2.2 皮肤组织力学实验概述17-18
• 2.3 猪背皮肤力学特性实验18-43
• 2.3.1 皮肤取材与试件制作19-20
• 2.3.2 预调与拉伸参数设置20-21
• 2.3.3 两个月期龄猪背部正常皮肤组织拉伸实验21-24
• 2.3.4 四个月期龄猪背部正常皮肤拉组织伸实验24-26
• 2.3.5 猪背部瘢痕组织拉伸实验26-30
• 2.3.6 四个月期龄猪背部皮肤松弛实验30-36
• 2.3.7 四个月期龄猪背部皮肤蠕变实验36-43
• 2.4 本章小结43-47
• 第三章 沿不同缝合方向皮肤应力的有限元分析47-65
• 3.1 基于ABAQUS软件的皮肤有限元模型47-48
• 3.2 模型的材料参数设置48-49
• 3.3 不同方向伤口单纯间断缝合模拟计算结果及讨论49-57
• 3.4 锯齿形缝合与单纯间断缝合的对比57-62
• 3.5 本章小结62-65
• 第四章 总结与展望65-67
• 4.1 本文工作总结65
• 4.2 展望65-67
• 参考文献67-75
• 致谢75-77
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文77

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本文编号：724670