气管软骨应力松弛的实验研究

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1、气管软骨应力松弛的实验研究【关键词】气管软骨;应力松弛;粘弹性;力学特性　　Abstract：Toresearchthetrachealcartilagestressrelaxationcharacteristicandprovidethetrachealcartilagestressrelaxationcharacteristicparameterfortheclinical.10cartilagesachinetocarryonthestressrelaxationexperiment.Theinc

2、reasingspeedofthestressrelaxationexperimentstrainin.ExperimentaltemperatureentaltimepiricaldataethodofUnaryLinearRegressionAnalysis.Thetrachealcartilage7200sstressrelaxationquantityrelations，thetrachealcartilageisthenon-linearviscoelasticmaterial.　　Keyes

3、H等[2]以人工气管气道再建进行运动物实验研究。刘德若等[3]对人工气管进行了实验研究。徐艳等[4]研究了纺织结构复合材料人工气管。关于气管软骨的生物力学特性实验国内、外学者们也进行了一定的研究，邓卫军等[5]对成年离体猪气管进行了生物力学的特性实验。王忆勤[6]等对大鼠气管的零应力状态进行了研究。杨林等[7]对旋转生物反应器用于提高组织工程气管软骨力学强度进行了研究。以往对气管软骨力学特性研究多以动物气管软骨和一维拉伸实验居多[5-7]，对人气管软骨应力松弛粘弹性力学特性研究较少。生物材料的粘弹性主要

4、以应力松弛蠕变为表现形式，应力松弛是软组织在恒应变作用下，对载荷松弛适应性的反应，虽然机制尚不清楚，但气管软骨的应力松弛力学特性对于认识吻合口张力，确定气管损伤后的张力临界点具有重要意义。　　气管由于炎症、肿瘤、损伤等疾患需要进行气道再建，现代呼吸道(气道)外科手术对气管病变不超过1/2程度，可切除病变部位气管后直接缝合吻接,修复和重建气管的功能。当气管切除超过其直接的吻合长度,则需要置换人工气管。鉴于临床实际需要，我们对正常国人尸体气管软骨进行了应力松弛实验，得出了气管软骨7200s应力松弛量，得出了

5、应力松弛曲线和归一化应力松弛函数曲线。以一元线性回归分析的方法处理实验数据，得出了应力松弛函数方程。　　2材料与方法　　2.1材料　　实验标本正常国人新鲜尸体气管标本2个，均为男性，25岁尸体1具，30岁尸体一具。由白求恩医科大学解剖教研室提供。将气管标本生理盐水浸泡的纱布包裹，装入塑料袋中密封后置于-20℃冰箱内保存。实验前取出标本在常温下解冻后，以手术刀切取软骨环试样10个。　　2.2试验装置　　日本岛津AG-10TA自动控制电子万能试验机，该机具有自动控制应力、应变增加速度和使应力或应变保持恒定的

6、功能。载荷通过载荷传感器传递，载荷传感器最大量程100N，使用量程10N。　　2.3应力松弛实验方法　　首先测量式样的原始尺寸。在软组织测量实验中，测量试样的原始尺寸非常关键。采用国内外均认可的准长度理论，即在每一给定条件下式样的长度等尺寸。将试样装夹在软组织实验夹具上，给予满量程1%的初载做为准长度的基础。利用读数显微镜测量其长度、宽度和厚度，试样的长度为25mm，宽度为5mm，厚度为1.8～2.2mm，韧带和其他软组织一样，其弹性主要来自熵的改变。因而不存在唯一的自然状态，所以首先对试样进行预调处理

7、，即在同一应力水平下加载-卸载20次。对每个试样分别预调处理后进行实验。　　将经过预调的10个试样分别装夹到软组织专用夹具上，夹具与有机玻璃缸连接，玻璃钢内装pH值为7.4的生理盐水，试样置于生理盐水中，装有试样的夹具与实验机上、下头连接。试验机带有-35℃～250℃环境温箱。可自动调节温度并保持恒温。本实验模拟正常人体温，在(36.5±5)℃的温度场下进行。预先设定好程序，记录方式为X-T，其中X轴为应力，T轴为时间。本实验以50%/min的速度对试样施加载拉应变，当应变达到9.28%，应力达到1.2

8、07MPa时保持恒定，应力随时间的改变不断下降。　　计算机程序设定从时间t0开始采集数据，每10s采集一个数据40次，之后每136s采集一个数据，采集50次，共采集90个数据，历时7200s达到设定时间后，计算机自动输出实验曲线和数据。　　3结果　　3.1应力松弛实验数据和归一化应力松弛函数数据　　10个气管软骨试样应力松弛实验数据经统计分析后结果见表1。10个气管软骨试样归一化应力松弛函数数据见表2。表1应力松弛实验数据(x±s)表2归一