НАТУРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ОДНООСНОМУ РАСТЯЖЕНИЮ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ О.А.Гришина, И.В. Кириллова, Н.О.Челнокова

НАТУРНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ОДНООСНОМУ РАСТЯЖЕНИЮ
БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ
О.А.Гришина, И.В. Кириллова, Н.О.Челнокова1
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
1
Саратовский государственный медицинский университет
E-mail: nano-bio@sgu.ru
Приведенные статистические данные Всемирной организации здравоохранения показывают, что одной из приоритетных задач настоящего времени является диагностика и улучшение качества лечения сердечно-сосудистых
заболеваний, в частности, ишемической болезни сердца.
Создание биомеханической модели позволит на стадии дооперационного обследования пациента выбрать рациональный метод хирургического
лечения коронарных артерий. Одним из этапов для создания такой модели
является изучение механических свойств тканей сосудистой стенки, а также
аутоартериальных и аутовенозных трансплантатов, используемых при коронарном шунтировании.
Изучение механических свойств коронарных артерий человека связано
с большими экспериментальными трудностями. Наблюдающийся значительный разброс данных объясняется различиями примененных методик и аппаратуры, а также влиянием биологических и небиологических факторов [1].
Экспериментальные данные по одноосному растяжению коронарных
артерий в мировой литературе представлены крайне скудно [2, 3, 4]. При
этом результаты, приводимые авторами, недостаточны для создания биомеханической модели коронарных артерий.
В данном исследовании разработана методика постановки натурного
эксперимента по одноосному растяжению биологических тканей. Проведен
численный эксперимент по подбору формы образца сосуда и условий его
крепления. Выявлено, что для проведения механических испытаний биологических образцов, рациональной является прямоугольная форма без площадки для захватов. Надежную фиксацию образца без повреждений в районе
пневматических захватов обеспечивает величина давления, равная 2 Бара.
В соответствии с разработанной методикой проведен эксперимент на
образцах сегментов коронарных артерий сердца человека (60 – в воздушной
среде, 30 – в жидкой среде), внутренних грудных артерий, лучевых артерий,
локтевых артерий, нижних надчревных артерий, желудочно-сальниковых артерий и больших подкожных вен, изъятых у трупов людей обоего пола в возрасте от 30 до 70 лет не позднее суток после наступления смерти. Исследования проводились в день забора материала, не позднее двух часов после аутопсии. До начала экспериментов образцы сохранялись в физиологическом
растворе при температуре 20 ± 1 °С.
В результате эксперимента получены графики, отражающие зависимость «относительное удлинение – напряжение», для правой и левой коронар-
ных артерий и аутотрансплантатов с учетом возрастных изменений, половой
принадлежности, отдаленности сегмента от основного ствола.
График поведения тканей коронарных артерий при растяжении в физиологическом растворе имеет ярко выраженный линейный характер. На
примере конкретного пациента (рис. 1, 2) показана зависимость относительных удлинений от напряжений для коронарных артерий в различных средах.
Напряжение, МПа
Напряжение,
МПа
5
Правая коронарная…
0
0
Левая коронарная артерия в воздухе
0,6
Левая коронарная артерия в физ.растворе
0,4
0,2
0
0
Относительное
0,05
0,1 удлинение
0,15
Рис. 1. Зависимость относительных
удлинений от напряжений
для правой коронарной артерии
в различных средах
0,05
0,1
0,15
Относительное удлинение
Рис. 2. Зависимость относительных
удлинений от напряжений
для левой коронарной артерии
в различных средах
В результате создана база данных биомеханических параметров стенок
коронарных артерий и материалов, используемых при реконструктивновосстановительных операциях на коронарном русле.
Библиографический список
1. Пуриня Б.А., Касьянов В.А. Биомеханика крупных кровеносных сосудов человека – Рига: Зинатне, 1980. – 260 c.
2. Bergel D.H. The static elastic properties of the arterial wall // J. Physiol. 1961. Vol. 156, №
3. P. 445 – 457.
3. Fung Y.C. Biorheology of soft tissue // Biorheology. 1973. Vol. 10, № 2. P. 139 – 155.
4. Дронов А.Ф., Дземешкевич С.Л., Агуреева Н.В., Торопов М.И., Шестоперов В.Е. Биомеханические исследования и их значение в оценке пригодности сосудистых заменителей
для пластинки артерий // Эксперим. хирургия и анестезиология. 1976. №4. С. 16 – 20.
Сведения об авторах
Гришина Ольга Александровна – аспирант кафедры математической теории упругости и биомеханики, инженер отдела биомеханики, дата рождения: 27.03.1988г
Кириллова Ирина Васильевна – к.ф.-м.н., доцент, директор Образовательнонаучного института наноструктур и биосистем, дата рождения:
06.01.1967г
Челнокова Наталья Олеговна – ассистент кафедры оперативной хирургии и
топографической анатомии, дата рождения: 12.06.1976г.
Вид доклада: стендовый