心房肌被動剪切力學性能的研究.pdf

1、心房作為心的腔室，在正常的心動周期中發(fā)揮著重要作用，且在心房整個跳動周期內，大約85％的時間處于非收縮狀態(tài)，因此對心房肌被動力學性能的研究具有重大意義。但是目前對其研究還很少，而且基本采用拉伸測試手段，不能提供足夠數(shù)據(jù)以獲得更加精確的材料特性。所以，對心房肌多軸向的剪切測試就顯得相當迫切。本文選用豬心作為實驗材料，通過組織學觀察選取適合的心房肌區(qū)域用于測試其被動剪切力學性能；并通過心房與心室力學數(shù)據(jù)的比較以了解心肌組織不同區(qū)域的力學性能

2、是否存在差異。
　　獲得的實驗數(shù)據(jù)不僅可以為心肌的有限元建模提供材料參數(shù)，用于進一步的建模研究，還可以用于組織工程中心臟補丁材料的選擇，對植入性醫(yī)療器械開發(fā)、植入位點的選擇，及提高相關診斷技術有一定意義。
　　本文主要研究內容及相應結果如下：
　?。?）詳述了由我們設計組裝的一臺適合于生物軟組織剪切力學性能研究的設備，通過空載證明了設備的穩(wěn)定性，通過已知相關材料參數(shù)的凝膠完成了驗證實驗，證明了設備的準確性。
　　

3、（2）通過組織學技術（石蠟切片）對心肌不同區(qū)域的觀察，選取左心房中適合于被動剪切力學性能研究的2個區(qū)域的心肌，左心耳（LAA）和位于左心房后下方房室溝附近的區(qū)域（PI），為便于比較心房與心室肌被動力學性能是否存在差異，同時測試了左心室心肌的性能。
　?。?）對所選三個區(qū)域的心肌進行剪切試驗，結果表明，作為一種生物軟組織材料，心房肌表現(xiàn)出了非線性、各向異性（正交各向異性）、黏彈性、應變軟化的材料特征；且三個區(qū)域心肌組織的平均峰值應力

4、的比較結果顯示左心耳與左心室區(qū)域的心肌剛度相似（P>0.05）；PI區(qū)域的心肌剛度顯著小于其它兩個區(qū)域（P<0.05）；進一步比較顯示PI區(qū)域的心肌在所有應變水平及所有剪切方向中其平均峰值應力均小于其它兩個區(qū)域，這表明心肌非均勻的材料性質。
　　基于以上結果，我們不能簡單地用一組心肌力學參數(shù)表述整個心肌組織的材料特征。而且其中的非線性、各向異性的材料性質是取決于局部心肌組織成分及心肌顯微結構軸（沿纖維方向、心肌層向、心肌層的法向）