Badanie walorów biomechanicznych powięzi szerokiej uda psa i

Sylwia SZOTEK, Katedra Inżynierii Biomedycznej, Mechatroniki i Teorii Mechanizmów,
Politechnika Wrocławska, Wrocław
Joanna DAWIDOWICZ, Klinika Weterynaryjna Brynów, Katowice
Paulina KOSZLA, Międzywydziałowe Koło Naukowe Biomechaników, Politechnika
Wrocławska, Wrocław
Krzysztof MAKSYMOWICZ, Katedra Medycyny Sądowej, Uniwersytet Medyczny
we Wrocławiu
BADANIE WALORÓW BIOMECHANICZNYCH POWIĘZI
SZEROKIEJ UDA PSA I CZŁOWIEKA
STUDY OF THE BIOMECHANICAL PROPERTIES OF CANINE
AND HUMAN FASCIA LATA
Słowa kluczowe: powięź szeroka uda, badania doświadczalne, testy
jednoosiowego rozciągania, właściwości mechaniczne
1. WSTĘP
Powięź to wytrzymała struktura łącznotkankowa utworzona przez uporządkowany układ
włókien kolagenowych, pełniąca w organizmie głównie funkcje mechaniczne i ochronne. Jest
elementem koordynującym mięśniowe jednostki motoryczne i łączącym stawy a zatem
umożliwiającym harmonijny ruch człowieka i zwierząt. Mimo istotnego udziału powięzi
w funkcjonowaniu układu motorycznego organizmu, struktury te nie są w zadowalający
sposób poznane, szczególnie w porównaniu z innymi elementami szeroko pojętego narządu
ruchu [1, 2].
Celem, przeprowadzonych badań było wyznaczenie podstawowych właściwości
mechanicznych powięzi szerokiej uda człowieka i psa w testach jednoosiowego rozciągania
oraz analiza porównawcza otrzymanych wyników.
2. MATERIAŁ I METODA
Przedmiot badań stanowiła niezmieniona patologicznie powięź szeroka uda pobrana
od człowieka i psa. W celu uniknięcia zmian pośmiertnych wszystkie próbki przebadano w
ciągu 24h od momentu pobrania. Przed rozpoczęciem testów przechowywano je w roztworze
soli fizjologicznej. Próbki do badań wycinano w różnych kierunkach w stosunku do ułożenia
włókien kolagenowych w tkance. Testy jednoosiowego rozciągania przeprowadzono
z zastosowaniem maszyny wytrzymałościowej MTS® Synergie 100. Próbki były mocowane
w maszynie za pomocą specjalnie do tego zaprojektowanych uchwytów. Odległość miedzy
nimi wynosiła 15mm a prędkość rozciągania próbek była stała i miała wartość 5 mm/min.
Każdy cykl właściwy poprzedzały 3 cykle wstępne [3].
Na podstawie przeprowadzonych badań doświadczalnych wyznaczono wartości
parametrów mechanicznych takich jak: współczynnik sztywności, wytrzymałość na
rozciąganie, odkształcenie zrywające oraz moduł Younga.
XI Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 120
2. WYNIKI I WNIOSKI
W przeprowadzonych badaniach uzyskano
charakterystyki naprężenie-odkształcenie (Rys.1a).
a)
dla
wszystkich
próbek
nieliniowe
b)
Rys.1. Przykładowe charakterystyki naprężenie – odkształcenie dla próbek wyciętych z powięzi szerokiej uda
człowieka i psa (a) oraz wartości średnie wytrzymałości na rozciąganie wyznaczone dla próbek wyciętych
z powięzi szerokiej uda człowieka (b)
Na podstawie przeprowadzonych badań i analizy uzyskanych wyników zaobserwowano
istotnie wyższe wartości: współczynnika sztywności, modułu Younga i wytrzymałości
na rozciąganie (Rys.1b) dla próbek wyciętych w kierunku wzdłużnym do kierunku ułożenia
włókien kolagenowych. Wyniki jednoznacznie wskazują na ortotropowy charakter powięzi
szerokiej uda człowieka oraz psa. Analizując przebieg włókien kolagenowych powięzi
w warunkach fizjologicznych - w organizmie można zauważyć, że powięzi otaczają mięśnie
tak, aby generowane przez nie siły skierowane były wzdłuż przebiegu włókien kolagenowych
powięzi, a więc wzdłuż kierunku, w którym tkanka charakteryzuje się najwyższą wartością
wytrzymałości na rozciąganie.
2. PODSUMOWANIE
Przeprowadzone badania w przyszłości, będą mogły stanowić cenne źródło informacji
na temat prawidłowej tkanki powięziowej, dzięki czemu ułatwią wyjaśnienie patomechanizmu
powstawania jej zmian chorobowych. Otrzymane wyniki, umożliwią też zweryfikowanie
przydatności badawczego materiału zwierzęcego, jako modelu tkanki ludzkiej oraz ułatwią
określenie jej potencjalnej przydatności w medycynie rekonstrukcyjnej i transplantologii.
LITERATURA
[1] Stecco C., Macchi V., Porzionato A., Duparc F., De Caro R.: The fascia: the forgotten
structure. Ital J Anat. Embryol., 116 (3), Florencja, 2011, s.127-138
[2] Maksymowicz K., Marycz K., Szotek S., Kaliński K., Serwa E., Łukomski R., Czogała J.,
Chemical composition of human and canine fascia lata. Acta Biochim Pol., 59(4),
Warszawa, 2012, s.531-535
[3] Żak M., Kuropka P., Kobielarz M., Dudek A., Kaleta-Kuratewicz K, Szotek S.:
Determination of the mechanical properties of the skin of pig foetuses with respect to its
structure. Acta Bioeng Biomech, 13, Wrocław, 2011, s.37-43
Praca finansowana z grantu MNiSW: N N518 286540