Měření mechanických vlastností biologických materiálů in-vivo

Abstract

Měření mechanických vlastností mnoha biologických materiálů in vivo probíhá na základě předpokladu, že je lze považovat za viskoelastická tělesa. To znamená, že jejich mechanické chování při dynamickém namáhání odpovídá částečně viskóznímu a částečně elastickému charakteru. K viskoelastickým biologickým materiálům patří např. kůže, stěny cév, kosti, šlachy atd. Mechanické vlastnosti biologických materiálů závisí na struktuře materiálu od molekulární až do makroskopické úrovně. Závisí také na věku a zdravotním stavu organismu. Potenciálně by se tak při získání standardních hodnot vybraných mechanických parametrů, dali tyto standardy využít jako markery biologického věku organismu, ke studiu vlivu vnějších faktorů (kosmetika, UV záření) na změnu vlastností biologických materiálů a také z hlediska kompatibility s umělými materiály. Pro pochopení dějů probíhajících v kůži, která byla vybrána jako biologický materiál k měření mechanických vlastností v této práci, je potřeba znát její anatomické a fyziologické vlastnosti včetně biochemických dějů probíhajících při syntéze hlavních stavebních složek kůže. Stárnutí kůže je komplexní biologický jev skládající se ze dvou hlavních částí tzv. vnitřního stárnutí, které je geneticky dané, a vnějšího stárnutí, které je způsobováno vlivy prostředí především UV...

Measurement of mechanical properties of many biological materials in vivo is based on the assumption that they can be considered as a visco-elastic body. This means that their mechanical properties under dynamic loading response partly to viscous and partly to elastic character. The visco-elastic biological materials include skin, blood walls, vessels, bones, tendons etc. Mechanical properties of biological materials depend on the structure of the material from the molecular to the macroscopic level. They also depend on age and health status of the organism. Obtaining of the standard values of mechanical parameters would be potentially useful as an indicators of functional age of organism also to study the influence of external factors (cosmetics, UV radiation) to changing the properties of biological materials and as well in terms of compatibility with artificial materials. To understand the ongoing processes in the skin, which was chosen as a biological material for measurement of mechanical properties in this thesis, the anatomical and physiological characteristic, including biochemical processes taking place in the synthesis of the main building components of the skin are needed to know. Aging of the skin is a complex biological phenomen consisting of two main parts of the so-called intrinsic...