皮肤力学性能概述.pdf
第38卷第4期 力学进展 V-oL38No．4 2008年7月25日 ADVANCESINMECHAMCS 2008 July25， 皮肤的力学性能概述· 卢天健-，t徐峰2 1西安交通大学强度与振动教育部重点实验室，西安7l∞细 2剑桥大学工程系，CB2lPz，英国剑桥 摘要鉴于皮肤的力学性能对于临床和日用化妆品的重要性，人们已经对在体和离体皮肤的力学性能进行 丫长期的研究．本文对皮肤力学的近期发展进行了全面的回顾，总结了在体和离体实验的方法和仪器，概述了 皮肤的主要力学性能，包括杨氏模量、泊松比、压缩系数、强度、韧性、初应力和初张力、热膨胀系数、约束 力／层离能、摩擦系数，以及这些性能的各向异性，并以表格形式收集了现有文献中的有关数据．最后，讨论了 有关皮肤力学的一些特殊领域中的未来研究方向． 关键词皮肤组织，力学性能，实验 1引言 层状结构(见图1)，因此它扮演了许多重要的角色， 例如感觉器官、体温调节器官和机体保护者等．所 1．1皮肤的结构 以，我们很有必要先来认识皮肤的结构、功能和特 皮肤是一种特殊的组织和人体最大的器官，其 性．人类皮肤的结构在人体的不同部位是不同的， 重量约占人体重量的16％【¨．由于皮肤具有独特的 在某些特殊部位，皮肤的结构还与其功能有关【21． 角质层 真皮 下皮 汗汗 神 压力触觉 腺腺 经 感受器感受器 管 图1人类皮肤的结构【2】 收稿口期：2007_11—07，修回口期：2008-03．06 ‘剑桥大学“海外研究奖学金(O、rerse弱R船earchstudent8hip，ORs)’’和“剑桥大学海外信托奖学金(Over8e鹊’Ihl8tschol栅hip)”， (2006cB601202)资助项目 t E．m撕1：tjlu@mail．xjtu．edu．cn 万方数据 力 学 进 展 2008年第38卷 皮肤在分子层次的组成见图2【3】．图2中 的纤维，在乳头层中III型胶原质与I型胶原质 d、e带指胶原蛋白结构中的微结构．真皮由一 的比值要略高于在网状层中的比值【7】，而I型胶 种内含弹性蛋白和胶原质纤维的含水凝胶状基 原质占了总胶原质含量的80％一90％．柔性长弹 本物质所构成，其中胶原质纤维是真皮的主要 性蛋白分子结成了一张三维(橡皮状)网络，这 构件，重量占真皮干重的60％一80％【4，引，体积占乳张网络在真皮内部包裹缠绕着粗大的胶原质纤 头状和网状真皮的66％一69％【61．在乳头状真皮维，可以比其未受力状态下的原始长度伸展2．5 和网状真皮中都含有由I型和III型胶原质构成倍【8一． 周定原纤维(VII型胶原质) 膜 质原纤维 能聚糖链
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