ピペット吸引による血管壁の非線形局所力学特性の測定に関する研究

移液器抽吸测量血管壁非线性局部力学特性的研究

• 批准号: 08780813
• 负责人: 大橋 俊朗
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-08780813/
• 关键词: 非線形弾性; 弾性係数; ピペット吸引法; 2軸引張; 胸部下行大動脈

1.はじめに 血管壁の大変形時の弾性特性を知るための新たな測定法として、二軸引張装置により予めひずみを与えた状態でピペット吸引を行うことで試料の大変形時の弾性係数を推定する方法を提案した。また、内圧負荷試験を併せて行い両試験法による結果を比較・検討した。2.方法 ブタ胸部下行大動脈(外径約20mm、壁厚約2mm)から40x40mm程度の十字型試料を、主軸を血管壁の軸および円周方向に一致させながら十字型金型で打ち抜いた。試料を内腔面を上にして自作の二軸引張装置に固定し、周囲を室温の生理食塩水で満たした。ネジ送りステージを調節して軸および円周方向の伸び比を1.0〜1.5程度の範囲で0.1ずつ変化させながら、内径800μmのガラスピペットで試料表面を吸引した。ピペット内の試料の変形量はビデオマイクロスコープを通してモニタ上で二値化して求めた。一方、軸および円周方向の試料のひずみはCCDカメラで撮影し、試料表面の標線を二値化して求めた。弾性率Eは実験から得られた吸引圧-変形量関係を有限要素法解析から得られた同様の関係と比較することで求めた。また、別途比較のため同一個体の円筒状試料に対して従来法の内圧負荷試験を行い増分弾性係数H_<θθ>を求めた。3.結果および考察 軸方向伸長比λ_zが一定の場合、Eは円周方向伸長比λ_θが増加するに伴い単調に増加した。一方H_<θθ>は指数関数的に増加した。ブタ大動脈の生理状態におけるλ_θの平均値に相当する1.3程度の範囲までEとH_<θθ>はよく一致していた。本法では試料は均質等方性の超弾性体と仮定しているが、実際には血管壁は異方性は有しさらに変形の進行に伴い異方性の程度が大きくなると考えられる。これがλ_θ>1.3で両者が一致しない原因の一つとして考えられる。

1. A new method for determining the property of a large vessel wall and a method for estimating the property coefficient of a large vessel wall by a two-axis tension device. The results of the internal pressure test were compared. 2. Methods: The thoracic descending artery (outer diameter about 20mm, wall thickness about 2mm) has a cross-shaped sample of 40 x 40 mm. The axis of the main axis and the circumferential direction of the vessel wall are consistent. The sample cavity surface is fixed by a self-acting two-axis tension device, and the temperature is normal. The diameter of the sample is adjusted to 1.0 ~ 1.5 degrees in the axial direction and the elongation ratio in the circumferential direction. The diameter of the sample is 800μm. The amount of change in the sample is determined by the amount of change in the sample The surface of the sample in the direction of one side, axis and circle is reflected by CCD, and the surface of the sample is measured by two values. The property ratio E is calculated by the finite element method. To determine the coefficient of variation H_(θθ) in the internal pressure load test of the same sample by comparison 3. The results show that when the axial elongation ratio λ_z is constant, the circumferential elongation ratio λ_θ increases, and the adjustment increases. A square H_<θθ> increases with the number of inverse exponents. The average value of λ_θ in the physiological state of the aorta corresponds to a range of 1.3 degrees. This method is to test the isotropy of the sample and the degree of anisotropy of the blood vessel wall. The reason why λ_θ>1.3 is consistent with λ_θ>1.3 is that λ_θ> 1.3 is consistent with λ_θ.

项目成果

Takahira Aoki: "The Pipette Asperation Applied to the Local Stiffness Measurement of Soft Tissues" Annals of Biomedical Engineering. 25(5). (1997)

Takahira Aoki：“移液管吹气应用于软组织局部刚度测量”生物医学工程年鉴。

Toshiro Ohashi: "Intramural Distribution of Local Elastic Moduli in Bovine Thoracic Aorta Measured by Pipette Aspiration Method" Journal of Cellular Engineering. 3(1). (1997)

Toshiro Ohashi：“通过移液器抽吸法测量牛胸主动脉局部弹性模量的壁内分布”细胞工程学杂志。

大橋俊朗: "矩形断面ピペットを使った生体軟組織弾性率の測定に関する解析と実験" 日本機械学会論文集C編. 63(607). (1997)

Toshiro Ohashi：“使用矩形截面移液管测量生物软组织弹性模量的分析和实验”，日本机械工程师学会会刊，C 版（1997）。