發(fā)布時間：2020-10-26 14:47

　　 近視、青光眼等眼部疾病的發(fā)生發(fā)展與鞏膜生物力學特性的改變密切相關。與正常人的鞏膜相比,在眼部復雜力學環(huán)境下,高度近視眼鞏膜產生變形,導致眼軸增長,視力改變。研究鞏膜的力學特性對揭示近視等眼部疾病的發(fā)病機理具有重要的意義。目前的報道中多采用軸向拉伸實驗測試鞏膜的力學行為,但該方法破壞了鞏膜固有的彎曲度,且現有研究中大多為鞏膜受到較大載荷時的力學性能,不能反映鞏膜在生理狀態(tài)下的力學行為。壓痕法是測量材料力學特性的常見方法,與軸向拉伸相比,壓痕法可以不改變材料的固有形狀,保證組織結構的完整性,更接近生理狀態(tài)。目前尚無壓痕法在整體鞏膜區(qū)域性生物力學性能測試方面的系統(tǒng)報道。本文以豬鞏膜為研究對象,采用壓痕法對整體鞏膜不同區(qū)域的剛度、彈性毛細管作用力等力學特性進行了比較,系統(tǒng)分析壓痕速率以及不同眼壓對不同區(qū)域鞏膜力學性能的影響,并進一步探討造成鞏膜不同區(qū)域力學性能差異的原因。研究結果可為眼球運動的精準建模及深入探討近視、青光眼等眼部疾病的發(fā)病機理提供參考。本文的主要工作及結論如下:1.將豬鞏膜從角膜端至視神經端依次沿眼軸方向劃分為前部、赤道部及后部三個區(qū)域,采用壓痕法對常眼壓(17 mmHg)下鞏膜不同區(qū)域的整體力學性能進行分析,得到如下結論:在正常生理載荷范圍內,前部鞏膜的整體剛度最大,赤道部鞏膜次之,后部鞏膜的整體剛度最小,與單軸拉伸方法所得鞏膜三個區(qū)域的彈性模量趨勢一致,表明后部鞏膜更容易產生變形。三個區(qū)域鞏膜的剛度均隨壓痕速率的增大而增加。此外,鞏膜彈性毛細管作用力及表面張力從強到弱依次為:后部鞏膜、赤道部鞏膜、前部鞏膜。2.對眼球施加不同的眼壓,通過壓痕實驗對常眼壓以及高眼壓(40 mmHg、80 mmHg)下鞏膜的力學性能進行比較,分析高眼壓對鞏膜力學性能的影響,得出如下結論:高眼壓條件下,生理范圍內不同區(qū)域鞏膜的整體剛度和最大載荷的相對大小與常眼壓下相同:前部鞏膜區(qū)域赤道部鞏膜后部鞏膜。同一區(qū)域鞏膜的整體剛度隨眼壓的升高而增大,而最大載荷隨眼壓升高呈下降趨勢,表明高眼壓患者的鞏膜更易受到破壞。3.利用分光光度法和天狼星紅染色-偏振光成像對鞏膜不同區(qū)域中的膠原含量及結構進行分析,探討其與鞏膜力學性能之間的關系,結果發(fā)現,鞏膜不同區(qū)域膠原含量依次為:后部鞏膜赤道部鞏膜前部鞏膜。盡管前部鞏膜中總膠原含量較低,但I型膠原含量高于赤道部和后部鞏膜,且膠原纖維組成直徑較大纖維束,形態(tài)長直,排布相對規(guī)則。后部鞏膜以III型膠原為主,且膠原纖維較細,形態(tài)卷曲,排列紊亂。結果表明鞏膜不同區(qū)域力學性能的差異主要與不同區(qū)域鞏膜中膠原的類型以及結構有關。
【學位單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：R77;R318.01
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 鞏膜力學性能的研究進展
        1.2.1 鞏膜概述
        1.2.2 鞏膜力學性能研究方法及比較
        1.2.3 鞏膜不同區(qū)域力學性能的研究現狀
    1.3 壓痕法及其在生物組織力學性能測試方面的應用
        1.3.1 壓痕法簡介
        1.3.2 壓痕法的應用
        1.3.3 壓痕法的特點
    1.4 本文的主要內容
第二章 常眼壓下鞏膜區(qū)域性力學性能分析
    2.1 方法
        2.1.1 實驗儀器及試劑
        2.1.2 鞏膜試件的制備
        2.1.3局部壓痕實驗
        2.1.4單軸拉伸實驗
        2.1.5 數據統(tǒng)計方法
    2.2 結果
        2.2.1 不同區(qū)域鞏膜的最大載荷、整體剛度
        2.2.2 鞏膜的彈性毛細管作用力
        2.2.3 不同壓痕速率對鞏膜力學性能的影響
    2.3 討論
    2.4 小結
第三章 高眼壓對鞏膜力學性能的影響
    3.1 方法
    3.2 結果
        3.2.1 最大載荷及位移
        3.2.2 瞬時模量
        3.2.3 瞬時應力
        3.2.4 生理范圍內鞏膜的剛度
    3.3 討論
    3.4 小結
第四章 鞏膜不同區(qū)域的膠原含量及結構分析
    4.1 方法
        4.1.1 實驗儀器及試劑
        4.1.2 試樣的制備
        4.1.3 膠原含量測定
        4.1.4 膠原結構分析
    4.2 結果
        4.2.1 鞏膜不同區(qū)域的膠原含量
        4.2.2 鞏膜不同區(qū)域的膠原組成及結構
    4.3 討論
    4.4 小結
第五章 全文總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 展望
參考文獻
致謝
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本文編號：2857134