大鼠颅骨生物力学参数的影响因素*
2021-03-13李曼李明杰李俊豪马雨晗姜倩蒋婷珍陈东东夏冰汪家文
李曼, 李明杰, 李俊豪, 马雨晗, 姜倩, 蒋婷珍, 陈东东, 夏冰*, 汪家文*
(1.贵州医科大学 法医学院, 贵州 贵阳 550004; 2.广西医科大学第一附属医院 病理科, 广西 南宁 530021)
颅骨由多块形状不一、大小不等的扁骨和不规则骨组成,起着保护和支持大脑、小脑及脑干等生命中枢的作用[1]。创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI)是法医病理学最常见的机械性损伤之一,在暴力性死亡中占首要位置[2]。为了更好地理解TBI的机制,目前已有较多研究开发了包含详细人体头部解剖特征的头颅有限元模型,以研究多种载荷条件下的颅脑内部动态响应机制,取得了较好的效果[3-8]。然而,这些模型的仿真度在很大程度上取决于模拟生物组织的材料参数的准确性,但是由于世俗伦理道德的限制,头颅材料力学参数检测至今仍很缺乏,颅脑有限元模型依然不够精准[8]。因此,有必要对外力作用下颅脑组织的本构行为进行更为系统的研究。已有报道,不同年龄人群颅骨材料属性和力学参数存在差异[9-10],但是,关于不同温度、不同性别和不同压缩速率对材料力学参数的影响研究较少[11-12],相关影响及机制仍有待于进一步深入研究。为此,本研究选取实验大鼠头颅为研究对象,采用电子万能材料试验机对大鼠头颅进行准静态压缩试验,检测不同温度、性别及压缩速率下大鼠颅骨的极限载荷(ultimate load)、压缩强度(compressive strength)及压缩模量(modulus of compressibility)3个生物力学参数,探讨影响大鼠颅骨生物力学参数检测的因素,为深入研究颅骨材料生物力学参数以及建立更为精准的头颅有限元模型提供参考依据。……
