大鼠皮膚蠕變及循環(huán)變形行為研究.pdf

1、皮膚的力學(xué)特性對(duì)臨床皮膚疾病的治療、發(fā)展計(jì)算機(jī)輔助皮膚疾病治療技術(shù)、評(píng)估人工皮膚的綜合力學(xué)特性以及為研究其它軟組織的力學(xué)性能提供參考等方面具有十分重要的意義。然而，大量工作都集中在包括拉伸、蠕變、應(yīng)力松弛和循環(huán)加載在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)研究上，而很少有考慮加載歷史對(duì)皮膚力學(xué)性能影響方面的研究。
　　本文針對(duì)現(xiàn)有研究的不足，選用大鼠背部皮膚為實(shí)驗(yàn)材料，首先開(kāi)展了不同應(yīng)力（變）率下的單軸拉伸試驗(yàn)；然后在不同應(yīng)力下開(kāi)展了單步蠕變?cè)囼?yàn)和具有3個(gè)加載步

2、的多步蠕變實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)研究了蠕變及應(yīng)力松弛歷史對(duì)蠕變特性的影響。并且，通過(guò)石蠟切片技術(shù)、HE染色方法，利用光學(xué)顯微鏡，對(duì)已完成拉伸、單步或多步蠕變?cè)囼?yàn)的大鼠皮膚進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)觀察和分析。結(jié)果表明，皮膚是復(fù)雜的非線性粘彈性材料，不論是在單步實(shí)驗(yàn)中還是多步實(shí)驗(yàn)都表現(xiàn)出應(yīng)力相關(guān)性。而且，蠕變和松弛加載歷史都對(duì)皮膚的蠕變特性產(chǎn)生重要影響。蠕變加載后纖維束沿受力方向伸直、伸長(zhǎng)，并出現(xiàn)聚攏和滑移現(xiàn)象；加載順序?yàn)榈蛻?yīng)力蠕變-應(yīng)力松弛-高應(yīng)力蠕變的多步蠕

3、變加載方式在所進(jìn)行的蠕變研究中獲得的蠕變應(yīng)變最大，微觀結(jié)構(gòu)的空隙率最低。
　　在此基礎(chǔ)上，本文還考慮平均應(yīng)力、應(yīng)力幅值和應(yīng)力率等影響因素，開(kāi)展了單步循環(huán)和多步循環(huán)實(shí)驗(yàn)研究，并對(duì)循環(huán)實(shí)驗(yàn)后大鼠皮膚的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察和分析。結(jié)果表明，循環(huán)加載歷史對(duì)皮膚的循環(huán)特性具有重要影響。循環(huán)加載后纖維束交變載荷作用而產(chǎn)生變形，表現(xiàn)出因滑移運(yùn)動(dòng)和短裂紋（單步循環(huán)）或長(zhǎng)裂紋（多步平均應(yīng)力循環(huán)）擴(kuò)展而導(dǎo)致的疲勞斷裂；結(jié)合Basquin模型和修正的SW