BIOMECHANICAL PROPERTIES OF ELASTIN BIOMATERIAL UNDER COMPRESSION DEFORMATION

Abstract

Full Text

В лаборатории композиционных материалов Уфимского авиационного технического университета проведены исследования механических свойств эластиновых биоматериалов (патент № 2440148) при деформации на сжатие. На универсальной испытательной машине Zwick/Roell Z010 нагружали образцы трансплантатов стандартного размера (10×8×16 мм, n=11) с записью диаграммы зависимости деформация- напряжение. Вектор нагрузки соответствовал ориентации пучков эластических волокон. Проведенные исследования показали, что в эластиновом биоматериале при относительной деформации на сжатие до 0,14±0,015 напряжение увеличивается прямо пропорционально, подчиняясь закону Гука. При этом модуль упругости составляет 1,74±0,1 Н/мм². Затем появляется относительно небольшой участок вязкоупругой деформации, который вновь переходит в зону упруговязких деформаций. Морфометрия через 60 мин после испытаний показала полное восстановление формы и размеров всех образцов биоматериалов, что указывает на упруговязкий характер исследуемых деформаций. Разработанные пористые формы биоматериалов на начальном отрезке также подвергаются упругой деформации на сжатие, однако модуль упругости снижается и составляет в среднем 1,15 Н/мм². Анализ диаграммы сжатия также позволяет выделить 3 участка, для которых характерны различные вязкоупругие деформации, описанные в первой серии опытов. При этом сохраняется упруговязкое поведение биоматериала, проявляющееся в последующей реституции его формы и размеров. При компрессионной нагрузке ткани с высоким содержанием эластина подвергаются в начале упругой деформации, а затем проявляют упруговязкие свойства, что позволяет использовать их в восстановительной хирургии опорного аппарата. Создание структурных модификаций эластина в виде пористого биоматериала приводит к снижению модуля упругости на сжатие, сохраняя способность фиброструктур и аморфного матрикса тканей к восстановлению форм и размеров.