大鼠皮肤蠕变及循环变形行为研究
皮肤的力学特性对临床皮肤疾病的治疗、发展计算机辅助皮肤疾病治疗技术、评估人工皮肤的综合力学特性以及为研究其它软组织的力学性能提供参考等方面具有十分重要的意义。然而，大量工作都集中在包括拉伸、蠕变、应力松弛和循环加载在内的实验研究上，而很少有考虑加载历史对皮肤力学性能影响方面的研究。 本文针对现有研究的不足，选用大鼠背部皮肤为实验材料，首先开展了不同应力（变）率下的单轴拉伸试验；然后在不同应力下开展了单步蠕变试验和具有3个加载步的多步蠕变实验，重点研究了蠕变及应力松弛历史对蠕变特性的影响。并且，通过石蜡切片技术、HE染色方法，利用光学显微镜，对已完成拉伸、单步或多步蠕变试验的大鼠皮肤进行了微观结构观察和分析。结果表明，皮肤是复杂的非线性粘弹性材料，不论是在单步实验中还是多步实验都表现出应力相关性。而且，蠕变和松弛加载历史都对皮肤的蠕变特性产生重要影响。蠕变加载后纤维束沿受力方向伸直、伸长，并出现聚拢和滑移现象；加载顺序为低应力蠕变-应力松弛-高应力蠕变的多步蠕变加载方式在所进行的蠕变研究中获得的蠕变应变最大，微观结构的空隙率最低。 在此基础上，本文还考虑平均应力、应力幅值和应力率等影响因素，开展了单步循环和多步循环实验研究，并对循环实验后大鼠皮肤的微观结构进行了观察和分析。结果表明，循环加载历史对皮肤的循环特性具有重要影响。循环加载后纤维束交变载荷作用而产生变形，表现出因滑移运动和短裂纹（单步循环）或长裂纹（多步平均应力循环）扩展而导致的疲劳断裂；结合Basquin模型和修正的SWT模型可以预测皮肤在单步循环下的低周疲劳寿命；加载历史对循环特性的影响因平均应力或应力幅值的不同而存在差异。
人工皮肤;综合力学性能;蠕变特性;循环变形行为;动物模型;临床治疗
天津大学
硕士
化工过程机械
陈刚
2014
中文
R751.05;R318.1
68
2015-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）