Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Мягкие ткани - это все ткани тела, которые не затвердевают в результате процессов окостенения или кальцификации, например, кости и зубы . [1] Мягкие ткани соединяют , окружают или поддерживают внутренние органы и кости, включая мышцы , сухожилия , связки , жир , фиброзную ткань , кожу , лимфу и кровеносные сосуды , фасции и синовиальные оболочки . [1] [2] 

Иногда определяются тем , что это не так - такие , как «неэпителиальный, внескелетная мезенхима Эксклюзив ретикулоэндотелиальной системы и глии ». [3]

Состав [ править ]

Характерными веществами внутри внеклеточного матрикса мягких тканей являются коллаген , эластин и основное вещество . Обычно мягкие ткани очень увлажнены из-за основного вещества. В фибробластах являются наиболее распространенными клетками ответственны за производство волокон мягких тканей и основного вещества. Эти вещества также могут продуцироваться разновидностями фибробластов, таких как хондробласты . [4]

Механические характеристики [ править ]

При небольших деформациях эластин придает ткани жесткость и накапливает большую часть энергии деформации . Коллагеновые волокна сравнительно нерастяжимы и обычно рыхлые (волнистые, извитые). По мере увеличения деформации тканей коллаген постепенно растягивается в направлении деформации. Когда эти волокна натянуты, они сильно увеличивают жесткость тканей. Композит поведение является аналогом нейлонового чулка , чей резиновой лента делает роль эластина как нейлон делает роль коллагена. В мягких тканях коллаген ограничивает деформацию и защищает ткани от повреждений.

Мягкие ткани человека очень деформируемы, и их механические свойства значительно различаются от человека к человеку. Результаты испытаний на удар показали, что жесткость и демпфирующее сопротивление ткани испытуемого коррелируют с массой, скоростью и размером поражающего объекта. Такие свойства могут быть полезны для судебно-медицинской экспертизы, когда были вызваны ушибы. [5] Когда твердый объект ударяется о мягкие ткани человека, энергия удара будет поглощена тканями, чтобы уменьшить эффект удара или уровень боли; субъекты с большей толщиной мягких тканей, как правило, поглощали удары с меньшим отвращением. [6]

График лагранжевого напряжения (T) в зависимости от коэффициента растяжения (λ) предварительно кондиционированной мягкой ткани.

Мягкие ткани могут подвергаться большим деформациям и по-прежнему возвращаться к исходной конфигурации при разгрузке, то есть они являются гиперупругими материалами , и их кривая напряжения-деформации является нелинейной . Мягкие ткани также вязкоупругие , несжимаемые и обычно анизотропные . В мягких тканях наблюдаются следующие вязкоупругие свойства: релаксация , ползучесть и гистерезис . [7] [8]Для описания механической реакции мягких тканей использовалось несколько методов. Эти методы включают в себя: гиперупругие макроскопические модели, основанные на энергии деформации, математические аппроксимации, в которых используются нелинейные определяющие уравнения, и структурные модели, в которых отклик линейного упругого материала изменяется в зависимости от его геометрических характеристик. [9]

Псевдоупругость [ править ]

Несмотря на то, что мягкие ткани обладают вязкоупругими свойствами, т. Е. Напряжением как функцией скорости деформации, это может быть аппроксимировано гиперупругой моделью после предварительного создания схемы нагрузки. После нескольких циклов загрузки и разгрузки материала механический отклик перестает зависеть от скорости деформации.

Несмотря на независимость скорости деформации, предварительно кондиционированные мягкие ткани все еще имеют гистерезис, поэтому механический отклик можно смоделировать как гиперэластичный с различными константами материала при нагрузке и разгрузке. С помощью этого метода теория упругости используется для моделирования неупругого материала. Фунг назвал эту модель псевдоупругой, чтобы указать, что материал не является действительно эластичным. [8]

Остаточное напряжение [ править ]

В физиологическом состоянии мягкие ткани обычно испытывают остаточное напряжение, которое может быть снято при иссечении ткани . Это необходимо учитывать физиологам и гистологам, чтобы избежать ошибок при анализе иссеченных тканей. Это втягивание обычно вызывает визуальный артефакт . [8]

Грибно-эластичный материал [ править ]

Фунг разработал конститутивное уравнение для предварительно кондиционированных мягких тканей, которое

с

Квадратичные формы штаммов Грин-Лагранжа и , и материальных констант. [8] - функция энергии деформации на единицу объема, которая представляет собой энергию механической деформации для данной температуры.

Изотропное упрощение [ править ]

Модель Фунга, упрощенная изотропной гипотезой (одинаковые механические свойства во всех направлениях). Это написано в отношении основных растяжек ( ):

,

где a, b и c - постоянные.

Упрощение для малых и больших участков [ править ]

Для малых деформаций экспоненциальный член очень мал, поэтому можно пренебречь им.

С другой стороны, линейный член пренебрежимо мал, когда анализ полагается только на большие деформации.

Мягкоэластичный материал [ править ]

где - модуль сдвига для бесконечно малых деформаций и - параметр жесткости, связанный с ограничением растяжимости цепи. [10] Эта основная модель не может быть растянута при одноосном растяжении за пределы максимального растяжения , которое является положительным корнем из

Ремоделирование и рост [ править ]

Мягкие ткани могут расти и реконструироваться, реагируя на долгосрочные химические и механические изменения. Скорость производства тропоколлагена фибробластами пропорциональна этим стимулам. Заболевания, травмы и изменение уровня механической нагрузки могут вызывать ремоделирование. Пример этого явления - утолщение рук фермера. Ремоделирование соединительной ткани в костях хорошо известно по закону Вольфа ( ремоделирование кости ). Механобиология - это наука, изучающая связь между стрессом и ростом на клеточном уровне. [7]

Рост и ремоделирование играют важную роль в возникновении некоторых распространенных заболеваний мягких тканей, таких как артериальный стеноз и аневризмы [11] [12], а также любой фиброз мягких тканей . Другой пример ремоделирования ткани - утолщение сердечной мышцы в ответ на рост артериального давления, обнаруживаемый стенкой артерии .

Методы визуализации [ править ]

При выборе метода визуализации для визуализации компонентов внеклеточного матрикса (ЕСМ) мягких тканей необходимо учитывать определенные моменты . Точность анализа изображений зависит от свойств и качества необработанных данных, поэтому выбор метода визуализации должен основываться на таких вопросах, как:

  1. Оптимальное разрешение для интересующих компонентов;
  2. Достижение высокой контрастности этих компонентов;
  3. Снижение количества артефактов;
  4. Возможность получения объемных данных;
  5. Поддержание низкого объема данных;
  6. Создание простой и воспроизводимой установки для анализа тканей.

Коллагеновые волокна имеют толщину примерно 1-2 мкм. Таким образом, разрешение метода визуализации должно составлять приблизительно 0,5 мкм. Некоторые методы позволяют напрямую получать объемные данные, в то время как другие требуют разрезания образца. В обоих случаях извлекаемый объем должен следовать за пучками волокон по всему объему. Высокая контрастность упрощает сегментацию , особенно когда доступна информация о цвете. Кроме того, необходимо учитывать необходимость фиксации . Было показано, что фиксация мягких тканей в формалине вызывает усадку, изменяя структуру исходной ткани. Некоторые типичные значения сжатия для различных фиксаций: формалин (5% - 10%), спирт (10%), буин(<5%). [13]

Методы визуализации, используемые в визуализации ECM, и их свойства. [13] [14]

Заболевания [ править ]

Заболевания мягких тканей - это заболевания, поражающие мягкие ткани .

Часто травмы мягких тканей являются одними из самых хронически болезненных и трудно поддающихся лечению, потому что очень трудно увидеть, что происходит под кожей с мягкими соединительными тканями, фасциями, суставами, мышцами и сухожилиями.

Опорно - специалисты, мануальные терапевты и нервно - мышечные физиологи и неврологи специализируются на лечении травм и заболеваний в области мягкой тканей тела. Эти специализированные врачи часто разрабатывают инновационные способы манипулирования мягкими тканями, чтобы ускорить естественное заживление и облегчить загадочную боль, которая часто сопровождает травмы мягких тканей. Эта область знаний стала известна как терапия мягких тканей и быстро расширяется, поскольку технология продолжает улучшать способность этих специалистов быстрее выявлять проблемные области.

Новый многообещающий метод лечения ран и повреждений мягких тканей - использование фактора роста тромбоцитов (PGF). [15]

Термин «заболевание мягких тканей» и ревматизм очень похож . Иногда для описания этих состояний используется термин «ревматические заболевания мягких тканей». [16]

См. Также [ править ]

  • Биоматериал
  • Биомеханика
  • Закон Дэвиса
  • Реология
  • Заболевание мягких тканей
  • Саркома мягких тканей

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «Мягкие ткани» . Проверено 13 июля 2020 .
  2. ^ Определение в Национальном институте рака
  3. ^ Скиннер, Гарри Б. (2006). Текущий диагноз и лечение в области ортопедии . Стэмфорд, Коннектикут: Lange Medical Books / McGraw Hill. п. 346. ISBN. 0-07-143833-5.
  4. ^ Жункейра, LCU; Carneiro, J .; Грацл, М. (2005). Гистология . Гейдельберг: Springer Medizin Verlag. п. 479. ISBN 3-540-21965-X.
  5. ^ Мохамед, Амар; Alkhaledi, K .; Кокран, Д. (2014). «Оценка механических свойств мягких тканей при динамическом воздействии» . Журнал инженерных исследований . 2 (4): 87–101. DOI : 10,7603 / s40632-014-0026-8 .
  6. ^ Alkhaledi, К., Кокрэн Д., Райли, М., Bashford Г., Майер, Г. (2011). Психофизические эффекты физического воздействия на мягкие ткани человека. ECCE '11 Материалы 29-й ежегодной европейской конференции по когнитивной эргономике, стр. 269-270
  7. ^ a b Хамфри, Джей Д. (2003). Королевское общество (ред.). «Континуумная биомеханика мягких биологических тканей». Труды Королевского общества Лондона . 459 (2029): 3–46. Bibcode : 2003RSPSA.459 .... 3H . DOI : 10.1098 / rspa.2002.1060 .
  8. ^ a b c d Фунг, Y.-C. (1993). Биомеханика: механические свойства живых тканей . Нью-Йорк: Springer-Verlag. п. 568. ISBN 0-387-97947-6.
  9. ^ Шерман, Винсент Р. (2015). «Материаловедение коллагена». Журнал механического поведения биомедицинских материалов . 52 : 22–50. DOI : 10.1016 / j.jmbbm.2015.05.023 . PMID 26144973 . 
  10. Перейти ↑ Gent, AN (1996). «Новое определяющее соотношение для резины». Rubber Chem. Technol . 69 : 59–61. DOI : 10.5254 / 1.3538357 .
  11. ^ Хамфри, Джей Д. (2008). Springer-Verlag (ред.). «Сосудистая адаптация и механический гомеостаз на тканевом, клеточном и субклеточном уровнях». Биохимия и биофизика клетки . 50 (2): 53–78. DOI : 10.1007 / s12013-007-9002-3 . PMID 18209957 . 
  12. ^ Хольцапфель, Джорджия; Огден, Р.В. (2010). Королевское общество (ред.). «Конститутивное моделирование артерий» . Труды Королевского общества Лондона . 466 (2118): 1551–1597. Bibcode : 2010RSPSA.466.1551H . DOI : 10,1098 / rspa.2010.0058 .
  13. ^ а б Эльбишгер, П. Дж; Бишоф, Н; Holzapfel, G.A; Регитниг, П. (2005). «Анализ компьютерного зрения пучков коллагеновых волокон в адвентиции кровеносных сосудов человека». Исследования в области технологий здравоохранения и информатики . 113 : 97–129. PMID 15923739 . 
  14. ^ Георгакуди, я; Райс, W. L; Хроник-Тупай, М; Каплан, Д. Л. (2008). «Оптическая спектроскопия и визуализация для неинвазивной оценки инженерных тканей» . Тканевая инженерия, часть B: обзоры . 14 (4): 321–340. DOI : 10.1089 / ten.teb.2008.0248 . PMC 2817652 . PMID 18844604 .  
  15. ^ Розман, П; Болта, М. (декабрь 2007 г.). «Использование факторов роста тромбоцитов при лечении ран и повреждений мягких тканей». Acta Dermatovenerol Альп Паноника Адриат . 16 (4): 156–65. PMID 18204746 . 
  16. ^ «Обзор ревматических заболеваний мягких тканей» .

Внешние ссылки [ править ]

  • СМИ, связанные с мягкими тканями на Викискладе?