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猪胸主动脉血管各向异性力学性能的实验研究
  • ISSN号:1004-7220
  • 期刊名称:《医用生物力学》
  • 时间:0
  • 分类:R318.01[医药卫生—生物医学工程;医药卫生—基础医学]
  • 作者机构:[1]东南大学生物科学与医学工程学院,生物力学实验室,南京210096
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2013CB733800),国家自然科学基金项目(11272091,31300780).
中文摘要:

目的研究猪胸主动脉血管各向异性的力学特性。方法收集21条猪胸主动脉血管并分成3组。沿每条血管的轴向剖开并展成平面,以展开后血管的长方向(即血管轴向)0°为起始角,逆时针方向分别切取30°、45°、60°、90°、120°、135°、150°、180。8个角度方向的样本。以1、5、10mm/min的加载速率分别对3组样本进行单轴拉伸测试,以获得血管样本在8个不同方向及3种加载速率下的弹性模量和极限应力。结果不同角度样本的应力一应变曲线呈现出不同的黏弹性行为;随着样本角度的变化,从30°开始,弹性模量逐渐增大,到90°时弹性模量最大,然后逐渐减小,直到180°;极限应力与弹性模量的变化规律基本一致。不同加载速率对弹性模量和极限应力的结果具有明显的影响,但对血管的各向异性度影响较小。结论猪主动脉血管呈现较强的各向异性,研究结果为有限元分析建模中材料属性的赋值提供参数参考,对理解血管生物力学特性具有重要的意义。

英文摘要:

Objective To study the anisotropic mechanical properties of the thoracic aorta in porcine. Methods Twenty-one porcine thoracic aortas were collected and categorized into three groups. The aortas were then cut through in their axial directions and expanded into two-dimensional planes. Then, by setting the length direction of the planar aortas (i. e., axial directions of the aortas) as 0°, each planar aorta was counterclockwisely cut into 8 samples with orientation of 30°, 45°, 60°, 90°, 120°, 135°, 150° and 180°, respectively. Finally, the uniaxial ten- sile tests were applied on three groups of samples at the loading rates of 1, 5 and 10 mm/min, respectively, to obtain the elastic modulus and ultimate stress of the aorta in different directions and at different loading rates. Results The stress-strain curves exhibited different viscoelastic behaviors. With the increase of sample orientations, the elastic modulus gradually increased from 30°, reached the maximum value at 90°, and then gradually decreased till 180°. The variation trend of ultimate stress was similar to that of elastic modulus. Moreover, different loading rates showed a significant influence on the results of elastic modulus and ultimate stress, but a weak influence on the anisotropic degree. Conclusions The porcine thoracic aorta is highly anisotropic. This research finding provides parameter references for assignment of material properties in finite element modeling, and is sig- nificant for understandina biomechanical orooerties of the arteries.

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期刊信息
  • 《医用生物力学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:戴尅戎
  • 地址:上海市制造局路639号
  • 邮编:200011
  • 邮箱:shengwulixue@163.com
  • 电话:021-53315397
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-7220
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1624/R
  • 邮发代号:4-633
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:4565