中国组织工程研究 ›› 2017, Vol. 21 ›› Issue (4): 609-614.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2017.04.020
• 组织构建与生物力学 tissue construction and biomechanics • 上一篇 下一篇
沿不同缝合方向皮肤应力的有限元分析
吕 营1，安美文1，侯春胜2
- 1太原理工大学，应用力学与生物医学工程研究所，山西省太原市 030024；2太钢总医院，山西省烧伤救治中心，山西省太原市 030009
Finite element analysis of skin closure stress in different directions
Lv Ying1, An Mei-wen1, Hou Chun-sheng2
- 1Taiyuan University of Technology, Institute of Applied Mechanics and Biomedical Engineering, Taiyuan 030024, Shanxi Province, China; 2General Hospital of TISCO, Burn Center of Shanxi Province, Taiyuan 030009, Shanxi Province, China
摘要：
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文题释义：
瘢痕组织：瘢痕组织是人体创伤修复过程中必然产物，其生长可以促使创伤愈合。目前，对于瘢痕组织形成机制的研究主要集中在相关细胞或者细胞因子对瘢痕形成的影响，忽略了外界环境，尤其是伤口所处的力学环境的作用。有资料显示，张力或力学因素在决定伤口最终外观的过程中具有重要作用，且实际中临床上瘢痕组织的多发部位多是人体皮肤表面拉应力较大的区域，如前胸、下腹、耻骨上区等。
瘢痕疙瘩治疗的有限元模拟：目前医生在临床实践中往往根据经验采取相对合理的缝合方式减小瘢痕形成的可能性。但是，这些方法和改进完全依赖于医生的临床经验，不具备科学的严谨性和稳定性。因此，利用有限元方法模拟、分析及优化各种缝合方式，并精确指导外科手术，成为一个重要课题。实践证明，有限元法在人体结构以及皮肤缝合的生物力学分析上是可行而且可靠的；有限元模拟分析结果可以与实验结果相互印证，甚至可以在一定程度上代替难以实现的实验。
文题释义：
瘢痕组织：瘢痕组织是人体创伤修复过程中必然产物，其生长可以促使创伤愈合。目前，对于瘢痕组织形成机制的研究主要集中在相关细胞或者细胞因子对瘢痕形成的影响，忽略了外界环境，尤其是伤口所处的力学环境的作用。有资料显示，张力或力学因素在决定伤口最终外观的过程中具有重要作用，且实际中临床上瘢痕组织的多发部位多是人体皮肤表面拉应力较大的区域，如前胸、下腹、耻骨上区等。
瘢痕疙瘩治疗的有限元模拟：目前医生在临床实践中往往根据经验采取相对合理的缝合方式减小瘢痕形成的可能性。但是，这些方法和改进完全依赖于医生的临床经验，不具备科学的严谨性和稳定性。因此，利用有限元方法模拟、分析及优化各种缝合方式，并精确指导外科手术，成为一个重要课题。实践证明，有限元法在人体结构以及皮肤缝合的生物力学分析上是可行而且可靠的；有限元模拟分析结果可以与实验结果相互印证，甚至可以在一定程度上代替难以实现的实验。摘要
背景：力学因素在皮肤伤口愈合和瘢痕形成的过程中有重要作用。目前利用有限元方法模拟、分析及优化各种缝合方式并精确指导外科手术，成为一个重要课题。
目的：通过建立皮肤有限元模型，分析单纯间断缝合不同缝合方向的皮肤伤口应力分布，为研究瘢痕的形成提供基础数据。
方法：通过猪背皮肤单轴拉伸试验，为人体皮肤力学性能提供参考；利用ABAQUS建立正交各向异性的皮肤伤口模型，并计算沿不同缝合方向皮肤伤口的应力分布。
结果与结论：①皮肤的各向异性对皮肤伤口缝合应力影响明显，沿朗格氏线(Langer's lines)方向的弹性模量大于其垂直方向的弹性模量；②伤口缝合应力按照朗格氏线方向伤口、朗格氏线方向偏转30°伤口、朗格氏线方向偏转45°伤口、垂直朗格氏线方向伤口的顺序依次增大；③结果提示，临床手术切口宜沿着朗格氏线方向，除此之外，切口偏转朗格氏线一定的角度也可以减小缝合应力。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
ORCID: 0000-0002-2818-4361(吕营)
中图分类号:
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文题释义：
瘢痕组织：瘢痕组织是人体创伤修复过程中必然产物，其生长可以促使创伤愈合。目前，对于瘢痕组织形成机制的研究主要集中在相关细胞或者细胞因子对瘢痕形成的影响，忽略了外界环境，尤其是伤口所处的力学环境的作用。有资料显示，张力或力学因素在决定伤口最终外观的过程中具有重要作用，且实际中临床上瘢痕组织的多发部位多是人体皮肤表面拉应力较大的区域，如前胸、下腹、耻骨上区等。
瘢痕疙瘩治疗的有限元模拟：目前医生在临床实践中往往根据经验采取相对合理的缝合方式减小瘢痕形成的可能性。但是，这些方法和改进完全依赖于医生的临床经验，不具备科学的严谨性和稳定性。因此，利用有限元方法模拟、分析及优化各种缝合方式，并精确指导外科手术，成为一个重要课题。实践证明，有限元法在人体结构以及皮肤缝合的生物力学分析上是可行而且可靠的；有限元模拟分析结果可以与实验结果相互印证，甚至可以在一定程度上代替难以实现的实验。