分析皮肤组织的热力学行为表征：ⅰ. 拉压行为

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1、分析皮肤组织的热力学行为表征：Ⅰ.拉压行为-->【摘要】目的重点研究在不同温度下猪皮肤组织的拉压行为，探讨温度和真皮层胶原质热变性对皮肤组织力学性质的影响。方法实验采用新鲜猪皮，在特殊设计的温控制拉伸系统和压缩系统条件下观察猪皮肤在不同温度下的拉压行为。本论文由.51lunstocharacterizethetensileandpressivebehaviorsofskintissueunderdifferenttemperaturesandtostudytheeffectoftemperatureandc

2、orrespondingdermalcollagendenaturationonthemechanicalpropertiesofskintissue.MethodsTheuniaxialtensileandpressivetestsoffreshpigearskinunderdifferenttemperatureshavebeenperformedbyusingtalexperimentalsystems.ResultsIntensiletests,theskinstiffnessdecreasespe

3、rature,peraturehasagreatinfluenceonbothtensileandpressivepropertiesofskintissue,butthemechanismsaredifferent.Thevariationofskintensilepropertiesiscausedbythethermaldenaturationofskincol-->lagenperature,aybeduetothehydrationchangealdenaturation.　　KEYaldenat

4、uration;thermomechanicalbehavior;tensilebehavior;pressivebehavior　　皮肤覆盖于人体表面，约占人体重量的16%，容纳了人体约1/3的循环血液和约1/4的水份，具有多种重要的生理功能。例如，知觉、温度调节以及防卫等。皮肤具有典型的层状结构，由表皮、真皮和皮下组织三层构成，其中表皮又可进一步分为角质层和生发层。本论文由.51lunwen.整理提供各皮肤层的厚度取决于其所在部位以及年龄、性别等因素，而真皮层的血液循环以及遍布皮肤层的神经末梢、汗腺等使

5、得皮肤组织的微结构进一步复杂化。　　激光、微波和相关现代技术的进步，促进了针对皮肤疾病的许多新的热治疗方法的迅猛发展，例如皮肤癌、皮肤损伤以及文身去除等。这些热治疗方法的目的是在皮肤数毫米范围内精确地引发热损伤，同时不影响周边健康组织，从而需要精密监测温度和应力在皮肤组织中的空间和时间分布，定量描述皮肤的热学、力学、光学、介电、压电等性能及其对温度的依赖关系，深入刻画皮肤中的生物传热过程和热力耦合机理。尽管热治疗在皮肤病学中得到了广泛应用，但这并不是基于对皮肤生物热力学的深刻理解之上。目前，虽然皮肤组织的生

6、物学、传热学和力学等领域已相对比较完善，但皮肤组织的生物热力学和疼痛力学作为一门学科还处于萌芽阶段[12]。对皮肤组织在热刺激下产生的传热、力学、神经学等耦合行为进行深入刻画，对治疗方法进行设计、评价及优化，进而改善治疗效果来说是不可或缺的。　　胶原蛋白是皮肤的主要成分，约占皮肤重量的75%以及真皮层体积的18%-30%[3]，提供皮肤组织主要的力学和结构支持。在热载荷作用下，随着皮肤温度的升高，胶原蛋白内的分子链发生破坏，胶原蛋白自身由一种高度有序的晶体结构状态转变到一种随机的凝胶状态[4]。-->';

7、mso-hansi-font-family:'TimesNean';mso-bidi-font-family:'TimesNean';mso-font-kerning:1.0pt;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:ZH-;mso-bidi-language:AR-SA">本论文由.51luno-->lK是普适气体常数。利用热力学分析，Arrhenius损伤积分中的Ea和A可以通过样本的热稳定实验分析得到(参阅文献[10])。例如：猪耳部皮肤，Ea=5.

8、867×105J/mol，A=5.240×1091/s-1；猪背部皮肤，Ea=-5.255×105J/mol,A=2.126×1081/s-1。这些数值在现有的文献范围内与类似生物材料的相关值吻合良好。　　2材料与方法　　2.1试样为了避免和人类皮肤实验有关的伦理和免疫问题，有必要寻找一种人皮肤的替代品。由于在结构和功能上与人皮肤的高度相似性，猪皮肤被广泛选作替代品[14]；而且，对同一头猪而言，由于它的体形较大