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1、第36卷第3期东南大学学报(自然科学版)Vol136No132006年5月JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)May2006皮肤生物力学研究进展汤文成蔡传宝(东南大学机械工程学院,南京210096)摘要:综述了皮肤本构理论和建模方法.讨论了普通材料力学方法、离体生物力学方法和活体生物力学方法下获取软组织力学特性参数的测量技术,包括张力计测量、多轴加载测量、钢印挤压测量、气动吸料测量、超声波测量等,列举了皮肤生物力学在生物医学中的皮肤伸展术和扩张
2、术中的应用进展.最后对皮肤生物力学的发展进行了展望.皮肤的本构理论、建模方法、生物力学实验方法也给其他软组织生物力学研究提供了有益的参考和启发.关键词:生物力学;皮肤;本构关系;测量技术中图分类号:R318101文献标识码:A文章编号:1001-0505(2006)03-0493-06ProgressinskinbiomechanicsTangWenchengCaiChuanbao(CollegeofMechanicalEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096
3、,China)Abstract:Theconstitutivelawsofskinandmethodsofbiomechanicalmodelingwerereviewed.Meas-urementsofacquiringmechanicalpropertiesparametersofskinthroughmethodofmechanicsofmater-ia,lbiomechanicsinvitroandbiomechanicsinvivoarediscussed,includingextensometer
4、measure-men,tmultiaxialloadingmeasuremen,tindentationmeasuremen,tpneumaticsuctionmeasurementandultrasonicmeasuremen.tTheapplicationprogressofskinbiomechanicsinskinstretchingtechniqueandskinexpansiontechniqueinbiomedicineareparticularized.Finallytheprospecto
5、fskinbiomechanicsisgiven.Theconstitutivelaws,methodsofmodelingandexperimentsofbiomechanicsinthispapercanalsoprovideusefulreferenceandsuggestionforstudyofbiomechanicsofothersofttissue.Keywords:biomechanics;skin;constitutivelaw;measurementtechnology皮肤具有多种生理功能
6、,其中许多功能的实现年来有关皮肤生物力学的本构理论、测试方法以及有赖于其生物力学特性,如黏弹性、张力、抗压力所取得的结果与应用价值.等.由于其覆盖于体表,因此比肌肉、血管等软组织1皮肤生物力学的本构理论研究方便取样和试验,因此很早就成为生物力学实验的对象.由于软组织的结构和功能的复杂性和特殊国内外学者对皮肤力学的理论进行了广泛的[1]性,对软组织进行力学分析的边界条件和测试手段研究.冯元桢曾用二维方法对皮肤的力学性质[2]比工程力学更为复杂,测试手段必需随着其他学科进行了试验并推导了其本构方程.Flynn等提
7、出如电子学、光学、计算机等技术的发展而发展.研究了测定平面薄片组织的非线性和各向异性材料性皮肤的生物力学,可以从力学角度对皮肤的生理功质的方法.该方法利用已知的外部载荷和位移确定能进行表述,为临床皮肤移植、伤口处理以及研制材料性质矩阵.实验的样本采用离体的皮肤组织,新型皮肤替代材料提供参考.本文着重介绍近20形状为矩形.实验在组织的中心区域做4个标记(4个标记成为1个正方形),已知的载荷施加在样收稿日期:2005-11-15.本四周的12个位置上,每边3个位置.在单轴、双基金项目:国家自然科学基金资助项目(5
8、0475074).轴、剪切载荷施加时,测量标记的位移.最后利用已作者简介:汤文成(1958)),男,博士,教授,博士生导师,tangwc@jlonline.com.知的载荷和观测到的节点位移作类似于/有限元0494东南大学学报(自然科学版)第36卷[2]的分析来确定样本材料的弹性性质.Flynn等的下,将动物麻醉,用张力计直接测量皮肤张力的研[18]方法需要求解超定近似于奇异的方程组.究颇多.刘策励
