Мягких тканей - Soft tissue

Микрофотография из сухожилие. H&E пятно.

Мягких тканей все ткани в теле, которые не закаленный процессами окостенение или же кальцификация Такие как кости и зубы.^[1] Мягких тканей соединяет, окружает или поддерживает внутренние органы и кости и включает мышца, сухожилия, связки, толстый, фиброзная ткань, кожа, лимфа и кровеносный сосуд, фасции, и синовиальные оболочки.^[1][2] 

Иногда его определяют по тому, чем он не является - например, «неэпителиальный, внескелетный. мезенхима исключая ретикулоэндотелиальный система и глия ".^[3]

Сочинение

Характерные вещества внутри внеклеточный матрикс мягких тканей коллаген, эластин и основное вещество. Обычно мягкие ткани очень гидратированы из-за основного вещества. В фибробласты являются наиболее распространенными клетками, ответственными за производство волокон мягких тканей и основного вещества. Вариации фибробластов, например хондробласты, может также производить эти вещества.^[4]

Механические характеристики

На малых напряжения, эластин придает жесткость к тканям и хранит большую часть энергия деформации. Волокна коллагена сравнительно нерастяжимы и обычно рыхлые (волнистые, извитые). По мере увеличения деформации тканей коллаген постепенно растягивается в направлении деформации. Когда эти волокна натянуты, они вызывают сильный рост жесткости тканей. В составной поведение аналогично нейлон чулок, резинка которого выполняет роль эластина как нейлон выполняет 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 при ушибах.^[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 имели тенденцию поглощать удары с меньшим отвращением.^[6]

График лагранжевое напряжение (T) против коэффициент растяжения (λ) предварительно кондиционированной мягкой ткани.

Мягкие ткани могут подвергаться большим деформациям и по-прежнему возвращаться к исходной конфигурации при разгрузке, т.е. гиперупругие материалы, и их кривая напряжения-деформации является нелинейный. Мягкие ткани также вязкоупругий, несжимаемый и обычно анизотропный. Некоторые вязкоупругие свойства мягких тканей: расслабление, слизняк и гистерезис.^[7][8] Для описания механической реакции мягких тканей было использовано несколько методов. Эти методы включают: 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

Несмотря на то, что мягкие ткани обладают вязкоупругими свойствами, то есть напряжением как функцией скорости деформации, это можно приблизительно определить как сверхупругий модель после предварительное условие к схеме нагрузки. После нескольких циклов загрузки и разгрузки материала механический отклик перестает зависеть от скорости деформации.

${ Displaystyle mathbf {S} = mathbf {S} ( mathbf {E}, { dot { mathbf {E}}}) quad rightarrow quad mathbf {S} = mathbf {S} ( mathbf {E})}$

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

Остаточный стресс

В физиологическом состоянии мягкие ткани обычно присутствуют. остаточный стресс которые могут высвободиться, когда ткань вырезанный. Физиологи и гистологи Следует помнить об этом факте, чтобы избежать ошибок при анализе иссеченных тканей. Это втягивание обычно вызывает визуальный артефакт.^[8]

Грибно-эластичный материал

Гриб разработал конститутивное уравнение для предварительно кондиционированных мягких тканей, которые

${ Displaystyle W = { frac {1} {2}} left [q + c left (e ^ {Q} -1 right) right]}$

с

${ displaystyle q = a_ {ijkl} E_ {ij} E_ {kl} qquad Q = b_ {ijkl} E_ {ij} E_ {kl}}$

квадратичные формы Штаммы Грина-Лагранжа ${ displaystyle E_ {ij}}$ и ${ displaystyle a_ {ijkl}}$, ${ displaystyle b_ {ijkl}}$ и ${ displaystyle c}$ материальные константы.^[8] ${ displaystyle W}$ это функция энергии деформации на единицу объема, которая представляет собой энергию механической деформации для данной температуры.

Изотропное упрощение

Модель Фунга, упрощенная изотропной гипотезой (одинаковые механические свойства во всех направлениях). Это написано в отношении основных отрезков (${ displaystyle lambda _ {i}}$):

${ displaystyle W = { frac {1} {2}} left [a ( lambda _ {1} ^ {2} + lambda _ {2} ^ {2} + lambda _ {3} ^ { 2} -3) + b left (e ^ {c ( lambda _ {1} ^ {2} + lambda _ {2} ^ {2} + lambda _ {3} ^ {2} -3) } -1 right) right]}$ ,

где a, b и c - константы.

Упрощение для малых и больших участков

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

${ displaystyle W = { frac {1} {2}} a_ {ijkl} E_ {ij} E_ {kl}}$

С другой стороны, линейным членом можно пренебречь, когда анализ полагается только на большие деформации.

${ displaystyle W = { frac {1} {2}} c left (e ^ {b_ {ijkl} E_ {ij} E_ {kl}} - 1 right)}$

Мягкоэластичный материал

${ displaystyle W = - { frac { mu J_ {m}} {2}} ln left (1- left ({ frac { lambda _ {1} ^ {2} + lambda _ { 2} ^ {2} + lambda _ {3} ^ {2} -3} {J_ {m}}} right) right)}$

куда ${ displaystyle mu> 0}$ - модуль сдвига для бесконечно малых деформаций и ${ displaystyle J_ {m}> 0}$ - параметр жесткости, связанный с ограничением растяжимости цепи.^[10] Эта конститутивная модель не может быть растянута при одноосном растяжении сверх максимального растяжения. ${ displaystyle J_ {m}}$, который является положительным корнем из

${ displaystyle lambda _ {m} ^ {2} +2 lambda _ {m} -J_ {m} -3 = 0}$

Ремоделирование и рост

Мягкие ткани могут расти и реконструироваться, реагируя на долгосрочные химические и механические изменения. Скорость производства фибробластов тропоколлаген пропорциональна этим стимулам. Заболевания, травмы и изменение уровня механической нагрузки могут вызывать ремоделирование. Пример этого явления - утолщение рук фермера. Ремоделирование соединительных тканей в костях хорошо известно Закон Вольфа (ремоделирование костей ). 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 артериальная стеноз и аневризмы ^[11][12] и любые мягкие ткани фиброз. Другой пример ремоделирования тканей - утолщение сердечная мышца в ответ на рост артериальное давление обнаружен артериальный стена.

Методы визуализации

При выборе метода визуализации для визуализации мягких тканей необходимо учитывать определенные моменты. внеклеточный матрикс (ECM) компоненты. Точность анализа изображений зависит от свойств и качества необработанных данных, и, следовательно, 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 иметь возможность следовать за пучками волокон по всему объему. Высокая контрастность делает сегментация проще, особенно когда доступна информация о цвете. Кроме того, необходимость в фиксация также должны быть рассмотрены. Показано, что фиксация мягких тканей в формалин вызывает усадку, изменяя структуру исходной ткани. Вот некоторые типичные значения сжатия для различных фиксаций: формалин (5% - 10%), алкоголь (10%), буин (<5%).^[13]

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

Расстройства

Заболевания мягких тканей медицинские условия влияют на мягких тканей.

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 новаторские 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. Иногда для описания этих состояний используется термин «ревматические заболевания мягких тканей».^[16]

Смотрите также

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

Рекомендации

внешняя ссылка

• СМИ, связанные с Мягкие ткани в Wikimedia Commons