離體保存對腦組織力學(xué)性能的影響研究.pdf

1、車禍、爆炸、運(yùn)動(dòng)甚至日常跌倒所引起的腦組織損傷越來越受到關(guān)注，這極大的促進(jìn)了腦組織性能的研究進(jìn)展。腦組織性能的研究對機(jī)器人輔助手術(shù)、外科醫(yī)生培訓(xùn)以及大腦防護(hù)裝置的研發(fā)具有指導(dǎo)意義。而準(zhǔn)確獲得腦組織力學(xué)性能是這項(xiàng)研究的前提。目前人們已經(jīng)開展了大量關(guān)于腦組織的離體性能實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明腦組織具有粘彈性，但遺憾的是不同文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)差異巨大，其原因值得探究。
　　生物組織離體后的保存時(shí)間和溫度可能會(huì)顯著影響腦組織的力學(xué)性能。但由于不同文獻(xiàn)中

2、的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和解釋存在差異，使得保存時(shí)間和溫度無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。目前，常用的保存溫度約為1-4℃，而時(shí)間少則幾個(gè)小時(shí)，多則幾天。然而，到目前為止，還未有文獻(xiàn)報(bào)道在這個(gè)溫度下的保存時(shí)間是否會(huì)影響腦組織的力學(xué)性能以及相關(guān)生物學(xué)機(jī)制。
　　我們通過差示掃描量熱法（DSC）和單軸壓縮實(shí)驗(yàn)分別從分子水平和宏觀力學(xué)層面研究了低溫（1℃）保存時(shí)間對腦組織性能的影響。DSC主要是測量腦組織的變性溫度和熱焓的變化情況，其中變性溫度是指樣品發(fā)生相變的溫度值

3、，熱焓是指樣品相變時(shí)能量的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在沒有任何生物體液保存的情況下，在1℃保存的時(shí)間越長，其變性溫度越低，其熱焓（吸熱）也越低。變性溫度與組織的力學(xué)強(qiáng)度有關(guān)，變性溫度越低，其強(qiáng)度越低。熱焓則表示組織吸熱能力的強(qiáng)弱，熱焓變小，說明生物組織吸收的能量也變少，結(jié)構(gòu)破壞得更嚴(yán)重。單軸壓縮實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了隨著時(shí)間的增加，組織的強(qiáng)度變差。本文還通過 DSC的實(shí)驗(yàn)分析排除了冰晶對組織造成破壞的可能性。通過光鏡和透射電鏡切片分析，從細(xì)胞層面揭示了