Биомеханические характеристики большой подкожной вены человека при различных условиях испытаний

Авторы: Борде А.С., Хайдукова И.В., Беликов Н.В.
Опубликовано в выпуске: #5(46)/2020
DOI: 10.18698/2541-8009-2020-5-607
Раздел: Медицинские науки | Рубрика: Медицинское оборудование и приборы
Ключевые слова: биомеханические свойства, большая подкожная вена, дисипативные свойства, пластическая деформация, циклическая предобработка, гистерезис, условия испытаний, одноосное растяжение
Опубликовано: 17.05.2020

Диссипативные свойства венозной стенки применяются в исследовании хирургических воздействий на биоткань, однако являются малоизученными. При их измерении условия испытаний, такие как наличие жидкой среды и ее температура, могут оказывать существенное влияние. В данной работе исследована зависимость начала пластической деформации и необходимого количества циклов предварительной обработки от условий внешней среды: в физрастворе при температуре 37 °С и на воздухе при 23 °С. Для большой подкожной вены человека значение растяжения, соответствующее началу пластической деформации, было равно в среднем 1,8 на воздухе и 2,0 в физрастворе. Необходимое количество циклов составило в среднем 5 на воздухе и 4 в физрастворе. Параметр необходимого количества циклов показал статистически значимую зависимость от условий проведения испытаний, что демонстрирует необходимость проведения биомеханических испытаний с многоцикловой предварительной обработкой в условиях, максимально приближенных к in vivo

Литература

[1] Pasquesi S.A., Liu Y., Margulies S.S. Repeated loading behavior of pediatric porcine common carotid arteries. J. Biomech. Eng., 2016, vol. 138, no. 12, art. 124502. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4033883

[2] Peña E., Peña J.A., Doblaré M. On the Mullins effect and hysteresis of fibered biological materials: A comparison between continuous and discontinuous damage models. Int. J. Solids Struct., 2009, vol. 46, no. 7-8, pp. 1727–1735. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2008.12.015

[3] Sokolis D.P. Passive mechanical properties and constitutive modeling of blood vessels in relation to microstructure. Med. Biol. Eng. Comput., 2008, vol. 46, no. 12, pp. 1187–1199. DOI: https://doi.org/10.1007/s11517-008-0362-7

[4] Alastrué V., Peña, E., Martínez, M.A. et al. Experimental study and constitutive modelling of the passive mechanical properties of the ovine infrarenal vena cava tissue. J. Biomech., 2008, vol. 41, no. 14, pp. 3038–3045. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2008.07.008

[5] Rezakhaniha R., Stergiopulos N. A structural model of the venous wall considering elastin anisotropy. J. Biomech. Eng., 2008, vol. 130, no. 3, art. 031017. DOI: https://doi.org/10.1115/1.2907749

[6] Хайдукова И.В., Беликов Н.В., Борде А.С. и др. Предварительное циклическое нагружение образцов при проведении биомеханических испытаний. Биомедицинская радиоэлектроника, 2019, т. 22, № 3, с. 52–60. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604136-201903-07

[7] Беликов Н.В. Биотехническая система для роботизированной малоинвазивной ультразвуковой ангиохирургии. Автореф. дисс. … канд. тех. наук. М., МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019.

[8] Savrasov G.V., Gavrilenko A.V., Borde A.S., et al. Comparison of mechanical parameters of the great saphenous vein under various test conditions. Proc. USBEREIT, 2019, pp. 44–47. DOI: https://doi.org/10.1109/USBEREIT.2019.8736610

[9] Belikov N.V., Borde A.S., Khaydukova I.V., et al. Test method of vein hysteresis measurement. Proc. XIV Rus.-Germ. Conf. Biomed. Eng., 2019, pp. 24–28. DOI: https://doi.org/10.1063/1.5121928

[10] Fung Y.C. Elasticity of soft tissues in simple elongation. Am. J. Physiol., 1967, vol. 213, no. 12, pp. 1532–1544. DOI: https://doi.org/10.1152/ajplegacy.1967.213.6.1532