Структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин
Запропоновано молекулярну модель структурних змiн, що вiдбуваються при електрозварюваннi м’яких бiологiчних тканин. В основi даної моделi покладено той факт, що основну роль в такому з’єднаннi вiдiграє взаємодiя колагенових структур, якi утворюють сiтку. Показано, що процес утворення або руйнування...
Saved in:
| Published in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19601 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин / Б.Є. Патон, Л.А. Булавiн, О.Ю. Актан, Ю.Ф. Забашта, О.В. Лебедєв, С.Є. Подпрятов, А. Г. Дубко, О.М. Iванова // Доп. НАН України. — 2010. — № 2. — С. 94-102. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859994501313986560 |
|---|---|
| author | Патон, Б.Є. Булавін, Л.А. Актан, О.Ю. Забашта, Ю.Ф. Лебедєв, О.В. Подпрятов, С.Є. Дубко, А.Г. Іванова, О.М. |
| author_facet | Патон, Б.Є. Булавін, Л.А. Актан, О.Ю. Забашта, Ю.Ф. Лебедєв, О.В. Подпрятов, С.Є. Дубко, А.Г. Іванова, О.М. |
| citation_txt | Структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин / Б.Є. Патон, Л.А. Булавiн, О.Ю. Актан, Ю.Ф. Забашта, О.В. Лебедєв, С.Є. Подпрятов, А. Г. Дубко, О.М. Iванова // Доп. НАН України. — 2010. — № 2. — С. 94-102. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Запропоновано молекулярну модель структурних змiн, що вiдбуваються при електрозварюваннi м’яких бiологiчних тканин. В основi даної моделi покладено той факт, що основну роль в такому з’єднаннi вiдiграє взаємодiя колагенових структур, якi утворюють сiтку. Показано, що процес утворення або руйнування цих структур мiстить двi стадiї: стадiя переходу клубок — спiраль та стадiя утворення чи руйнування вузлiв. Експериментально дослiджено кiнетику цих стадiй. Встановлено, що напруження, яке виникає в тканинах пiд час електрозварювання, є сумою двох складових: напруження, спричиненого зовнiшньою механiчною силою, та напруження, викликаного дiєю електричного поля.
A molecular model of the structural changes which occur during the electrowelding of soft biological tissues is proposed. It is assumed that the basic role is played by the interaction of the collagen structures which form a grid. It is shown that the process of formation of or destroying these structures contains two stages: the “coil helix” transition and the stage of formation or destruction of units. The kinetics of these stages is experimentally investigated. It is established that the stress, which appears in tissues during the electrowelding, is a sum of two components: the stress caused by an external mechanical force and the stress caused by the action of an electric field.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:33:24Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
2 • 2010
МАТЕРIАЛОЗНАВСТВО
УДК 538.91;577.3;57.088
© 2010
Академiк НАН України Б.Є. Патон,
академiк НАН України Л. А. Булавiн, О. Ю. Актан, Ю. Ф. Забашта,
О.В. Лебедєв, С.Є. Подпрятов, А. Г. Дубко, О. М. Iванова
Структурнi перетворення колагену
при електрозварюваннi м’яких бiологiчних тканин
Запропоновано молекулярну модель структурних змiн, що вiдбуваються при електро-
зварюваннi м’яких бiологiчних тканин. В основi даної моделi покладено той факт, що
основну роль в такому з’єднаннi вiдiграє взаємодiя колагенових структур, якi утво-
рюють сiтку. Показано, що процес утворення або руйнування цих структур мiстить
двi стадiї: стадiя переходу клубок — спiраль та стадiя утворення чи руйнування ву-
злiв. Експериментально дослiджено кiнетику цих стадiй. Встановлено, що напружен-
ня, яке виникає в тканинах пiд час електрозварювання, є сумою двох складових: напру-
ження, спричиненого зовнiшньою механiчною силою, та напруження, викликаного дiєю
електричного поля.
На даний час широкого поширення в клiнiчнiй практицi набув метод електрозварюван-
ня бiологiчних тканин, створений в Iнститутi електрозварювання iм. Є.О. Патона НАН
України [1, 2]. Подальше вдосконалення i розвиток цього методу пов’язанi iз встановлен-
ням молекулярних механiзмiв, що лежать в основi процесу електрозварювання бiологiчних
тканин [1].
Особливiсть процесу електрозварювання полягає в тому, що з’єднання бiологiчних тка-
нин вiдбувається без участi з’єднувачiв — ниток, металевих скобок та iн. Утримання конта-
кту мiж тканинами, що з’єднуються, досягається за рахунок утворення деякої мезоморфної
фази, яка виникає в обох з’єднуваних тканинах. В данiй роботi пропонується механiзм ви-
никнення цiєї фази.
Фiзична модель з’єднання бiологiчних тканин методом електрозварювання.
Як вiдомо, до головних бiологiчних тканин органiзму вiдносять нервову, м’язову, епiтелi-
альну та сполучну [3]. Важлива роль останньої полягає в тому, що сполучна тканина за-
повнює простiр мiж основними функцiональними елементами органа, з’єднуючи їх в єдине
цiле. Ця особливiсть дозволяє вважати, що мезоморфна фаза має формуватись за рахунок
властивостей сполучної тканини.
Вiдомо також, що основними складовими компонентами сполучної тканини є клiтини та
мiжклiтинна речовина, що мiстить аморфну речовину, еластиновi та колагеновi волокна [3].
94 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №2
Рис. 1. Фiзична модель з’єднання бiологiчних тканин
Саме останнi забезпечують мiцнiсть сполучної тканини. За нашим припущенням, промiжна
фаза утворюється iз сполучної тканини. Тому мiцнiсть з’єднання бiологiчних тканин при
електрозварюваннi може визначатися колагеновою компонентою сполучної тканини.
Розглянемо гiпотетичну модель, що описує процес з’єднання бiологiчних тканин, яка
грунтується на тому фактi, що основну роль в цьому з’єднаннi вiдiграє взаємодiя колаге-
нових структур.
Згiдно з лiтературними даними, колагеновi волокна в сполучнiй тканинi утворюють
сiтку [3]. Цi волокна являють собою сукупнiсть потрiйних спiралей колагену. Колагеновi
волокна з’єднанi один з одним у вузлах сiтки. Схематична модель такої сiтки показана на
рис. 1, а, де зображено дiлянки зварювальних бiологiчних тканин при контактi. Зрозумiло,
що незважаючи на контакт, фактично взаємодiя мiж контактуючими тканинами вiдсутня.
Рис. 1, б, в, г, д iлюструють рiзнi стадiї утворення мезоморфної фази у з’єднуваних тка-
нинах. Як уже згадувалось, для виникнення мезоморфної фази необхiдно змiнити вихiдну
структуру. Це досягається протягом двох стадiй.
Перша стадiя зводиться до вiдриву колагенових волокон одне вiд одного у вузлах з по-
дальшим розпадом волокон на окремi спiралi (рис. 1, б ). Такi змiни в структурi можуть
бути досягнутi за рахунок спiльної дiї iмпульсiв напруги та зовнiшньої механiчної сили
в процесi електрозварювання. Як вiдомо [4], при цьому в речовинi виникають напруження,
якi визначаються формулою
σik = σ
(0)
ik +
2ε0 − a1
8π
EiEk −
ε0 + a2
8π
E2δik, (1)
де σik — тензор напружень; σ(0)
ik — той же тензор напружень за вiдсутностi електричного
поля; Ei — i-та компонента вектора електричної напруженостi; δik — символ Кронекера.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №2 95
Iншi коефiцiєнти визначаються iз виразу для дiелектричного тензора деформованого сере-
довища εik, що має вигляд
εik = ε0δik + a1uik + a2uℓℓδik, (2)
де uik — тензор деформацiї.
На другiй стадiї змiни структури вiдбувається денатурацiя колагену: спiралi перетво-
рюються в клубки окремих ланцюгiв (рис. 1, в). Така змiна вiдбувається внаслiдок нагрiву
електричним струмом зони зварювання.
Особливiстю цiєї стадiї є виникнення граничної зони а (див рис. 1, в), що розмежо-
вує вцiлiлу сiтку та область, де розташованi клубки. В цiй зонi ланцюги мають дефектну
структуру, пов’язану iз утворенням специфiчних дефектiв — супервакансiй, введених у ро-
ботах [5–9].
Цi двi стадiї є пiдготовчим етапом до утворення мезоморфної фази, що виникає в зонi
зварювання b при охолодженнi (рис. 1, д). В данiй фазi колагеновi ланцюги, що ранiше
знаходилися в станi клубкiв, знову об’єднуються в потрiйнi спiралi, волокна, якi в подаль-
шому утворюють сiтку. Звичайно, ця сiтка дещо вiдрiзняється вiд вихiдної сiтки. Частина
спiралей має дефектну структуру, пов’язану iз наявнiстю в них супервакансiй, але, незва-
жаючи на це, iснування сiтки є тим фактором, що досить надiйно з’єднує обидвi зварюванi
бiологiчнi тканини, забезпечуючи сприятливi умови для подальшого етапу регенерацiї.
Стадiя переходу “клубок—спiраль” в колагенових структурах. Як вже було за-
значено, при зшиваннi пiд дiєю електричного поля утворюється колагенова сiтка. Як i у ви-
падку розпаду сiтки, коли спочатку сiтка замiнюється сукупнiстю потрiйних спiралей, що
потiм переходять в стан клубка, так i в даному випадку, клубки спочатку набувають форми
спiралi (рис. 1, г), а вже потiм спiралi формують сiтку (рис. 1, д). Тож утворення колаге-
нової сiтки, як i в попередньому випадку, проходить у двi стадiї, з яких перша вiдповiдає
переходу клубка в спiраль, а друга — утворенню iз спiралей сiтки.
За модельну систему нами обрано водний розчин денатурованого колагену. Вивчалось
розсiяння свiтла у такiй рiдиннiй системi з концентрацiєю денатурованого колагену у водi
(0,05; 0,1; 0,18; 0,2; 0,3; 0,4) г/л. Розсiяння свiтла вимiрювалося пiд кутом розсiяння 45◦.
Типова експериментальна крива для концентрацiї 0,05 г/л наведена на рис. 2, а, де через ξ
позначено вiдношення розсiяння в довiльний момент часу I(t) до iнтенсивностi розсiяння
в початковий момент часу I0. За початковий момент часу приймався момент приготування
розчину.
В експериментi ми намагалися вiдтворити реальну ситуацiю, яка виникає при зварю-
ваннi, коли пiсля нагрiву система довiльно охолоджувалася. Тому нами було приготовлено
рiдинну систему вода — денатурований колаген i в ходi її охолодження ми дослiджували
розсiяння свiтла.
З лiтературних даних вiдомо [10], що при температурi 40 ◦С вiдбувається перехiд такої
рiдинної системи в гель, де ланцюги утворюють сiтку. Також вiдомо, що цьому переходу
повинна передувати стадiя, на якiй клубки переходять у спiральну форму.
Для обробки експериментальних даних використаємо класичну теорiю розсiяння свiтла
в розчинах, згiдно з якою розсiяння свiтла I визначається формулою
I = HcMP (θ), (3)
де c — концентрацiя розчиненої речовини; M — її молекулярна маса; H — стала величина
для даної системи розчинена речовина — розчинник; P (θ) — деяка функцiя кута вiд кута
96 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №2
Рис. 2. Часовi залежностi параметра ξ (a), концентрацiї спiралей (б ), модуля зсуву денатурованого колагену
(в — концентрацiя розчину 6%; г — концентрацiя розчину 12,5%)
розсiяння, що залежить вiд властивостей розсiюючих частинок. У загальному виглядi ця
функцiя є
P (θ) =
1
2
Pυ(θ)(1 + cos2 θ), (4)
де Pυ(θ) для клубка має вигляд
PK(θ) =
2
x2
(e−x + x− 1), (5)
а для спiралi
PP (θ) =
1
y
Si(2y)−
(
sin y
y
)2
. (6)
У попереднiх формулах
x = 16π2R
2
λ2
sin2
θ
2
, (7)
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №2 97
y =
2πL
λ
sin
θ
2
, (8)
Si(2y) =
2y
∫
0
sin t
t
dt, (9)
де R2 — середнiй квадрат радiуса iнерцiї клубка; L — довжина спiралi; λ — довжина свi-
тлової хвилi.
У початковий момент часу всi ланцюги мають форму клубка. Тож iнтенсивнiсть роз-
сiяння свiтла
I0 = HcMPK(θ). (10)
У наступнi моменти часу частина клубкiв переходить в спiралi. Позначаючи через cK
i cP концентрацiї клубкiв i спiралей, отримуємо для iнтенсивностi розсiяння вираз
I(t) = HcK(t)MPK(θ) +HcP (t)MPP (θ). (11)
Роздiливши (11) на (10), отримуємо
ξ = 1 +
cP (t)
c
(
PP (θ)
PK(θ)
− 1
)
. (12)
Довжина свiтлової хвилi в нашому експериментi становила 417 Нм, довжина спiралi
денатурованого колагену ∼ 300 Нм. Значення функцiї PP (θ) для цих чисел дорiвнює 0,74.
При t → ∞ концентрацiя спiралей cP (t) → c. При цьому, згiдно з формулою (12),
ξ →
PP (θ)
PK(θ)
= a. (13)
Умова (13) дозволяє за експериментально визначеним асимптотичним значенням ξ роз-
рахувати значення PK(θ).
Для концентрацiї спiралей отримуємо
cP = c
(
ξ − 1
a− 1
)
. (14)
На рис. 2, б наведена одна з отриманих експериментальних залежностей cP (t) для кон-
центрацiї 0,05 г/л.
Одержанi кривi дозволяють оцiнити час першої стадiї — переходу клубок — спiраль.
Згiдно з наведеним рисунком, цей час становить приблизно 10 хв. Iз збiльшенням концен-
трацiї час зменшується.
Стадiя утворення вузлiв. У фiзицi полiмерiв (а колаген i є природним полiмером)
сiткою називають сукупнiсть полiмерних ланцюгiв, з’єднаних так званими вузлами. Вла-
сне, проблема виникнення сiтки зводиться до питання про утворення вузлiв. Саме вузли,
в першу чергу, визначають мiцнiсть сiтки. Тому структура вузлiв, природа зв’язкiв, що
формують вузли, вiдiграють першорядну роль при вивченнi властивостей сiтки.
З якою швидкiстю вiдбувається формування вузлiв або, що те ж саме, утворення сiтки?
У пошуках вiдповiдi на це запитання було проведено дослiдження вже згадуваної модельної
98 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №2
Рис. 3. Зростання кiлькостi гелю з часом (концентрацiя розчину 12,5%)
системи — рiдинної системи вода — денатурований колаген. За методом [11] було отримано
залежнiсть модуля зсуву системи вiд часу (рис. 2, в, г). Вимiрювання проводилися при
температурi 23 ◦С.
За цiєї температури в рiдиннiй системi мусить утворюватись гель — сiтка, в якiй про-
мiжки мiж ланцюгами заповнено рiдиною. В модельнiй системi це — вода, в сполучнiй
бiотканинi це — аморфна речовина.
Зсувний модуль гелю значно перевищує зсувний модуль розчину, що дозволяє вважати
останнiй рiвним нулю. Тому фактично значення вимiрюваного модуля зсуву системи визна-
чається виключно кiлькiстю гелю в системi. Завдяки цiй обставинi ми маємо можливiсть
прослiдкувати, як iз часом наростає кiлькiсть гелю в системi. Розроблено методи [12], якi
за значенням модуля зсуву дозволяють розрахувати кiлькiсть гелю. Користуючись одним
iз них, ми визначали вiдносну кiлькiсть гелю CF , що утворюється в системi в кожний мо-
мент часу. Типовий графiк наведено на рис. 3. Власне, такi графiки i описують кiнетику
утворення колагенової сiтки.
З фiзики полiмерiв вiдомо, що структурним елементом сiтки є фiбрила, яка являє собою
пучок полiмерних ланцюгiв. Фiбрили мiж собою з’єднуються вузлами. Ланцюги у фiбрилi
мають одну й ту ж конфiгурацiю.
Позначимо через d — дiаметр фiбрили, а через ℓ — середню вiдстань мiж вузлами. Тодi
об’єм дiлянки фiбрили, розташованої мiж вузлами, наближено дорiвнюватиме d2ℓ, i для
концентрацiї полiмера c в сiтцi отримуємо формулу
c ∼
(
d
ℓ
)2
. (15)
Визначимо механiзм деформацiї сiтки, що призводить до значення модуля зсуву, отри-
маного в експериментi. Фiбрили можуть мати зiгнуту форму, так, як це показано на рис. 4,
де лiнiєю зображено вiсь фiбрили, вiдстань AB — це вiдстань мiж вузлами ℓ. Нехай вна-
слiдок деформацiї вiдстань мiж вузлами стає рiвною A′B′. При цьому вiсь фiбрили змiнює
свою форму (змiнена форма фiбрили показана штриховою лiнiєю на рис. 4, б ).
Як видно з рисунку, опiр розтяговi виникає внаслiдок згину фiбрили. Оцiнимо модуль
пружностi сiтки E у випадку, якщо деформацiя сiтки викликана згином фiбрил.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №2 99
Рис. 4. Схема деформацiї сiтки внаслiдок згину фiбрил
Позначимо M згинаючий момент, що дiє на фiбрилу, ϕ — кут, утворений вiссю фiбрили
з лiнiєю AB, ds — елемент довжини фiбрили. Для M маємо
M = Cf
dϕ
ds
, (16)
де Cf — вигинна жорсткiсть фiбрили.
Позначимо Ef поздовжнiй модуль Юнга фiбрили, тодi iз мiркувань розмiрностi для
жорсткостi Cf отримуємо
Cf ∼ Ef d
4. (17)
Вiдповiдно для модуля Юнга сiтки в напряму розтягу AB (див. рис. 4, б ) маємо
E ∼ EF
(
d
ℓ
)4
. (18)
Порiвнюючи формули (15)–(18), отримуємо спiввiдношення
E ∼ c2. (19)
Оскiльки модуль Юнга та модуль зсуву пропорцiйнi, то для останнього маємо аналогiчну
формулу
G ∼ c2. (20)
Порiвняємо отриманi експериментальнi залежностi для рiзних концентрацiй денатуро-
ваного колагену у водi (рис. 2, в, г). Як бачимо, в кожний момент часу вiдношення модулiв
зсуву рiдинної системи приблизно дорiвнює 2, тобто має мiсце формула
G = G0c, (21)
де G0 — коефiцiєнт пропорцiйностi. Отже, формула (20) не вiдповiдає експериментальним
даним, i тому деформацiя сiтки не пов’язана iз згином фiбрил.
100 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №2
Вiдповiдно iз формули (21) для модуля Юнга сiтки E маємо вираз
E = E0c. (22)
Таку формулу ми отримаємо, якщо будемо розглядати не згин фiбрил, а розтяг в’язей,
що дiють мiж силовими центрами одного й того ж ланцюга або мiж силовими центрами
рiзних ланцюгiв. При цьому величина E0 буде вiдiгравати роль модуля пружностi зв’язкiв,
за рахунок розтягу яких i деформується сiтка.
Вважаючи полiмерний матерiал нестисливим, отримуємо вiдому формулу E0 = 3G0.
З наших експериментальних даних маємо G0 = 70 МПа, тобто E0 ≈ 200 МПа.
Це значення вiдповiдає модулю пружностi вандерваальсових зв’язкiв i нiяк не може бу-
ти пов’язано iз деформацiєю хiмiчних зв’язкiв, для яких модуль пружностi на два порядки
вищий. Отже, ми приходимо до важливого висновку: деформацiя сiтки пов’язана виклю-
чно iз деформацiєю вандерваальсових зв’язкiв. Це дозволяє нам зробити висновок i щодо
структури вузлiв сiтки. У цих вузлах фiбрили не зв’язанi один з одним хiмiчними зв’яз-
ками. Їх з’єднують слабкi вандерваальсовi зв’язки. Якщо ми використаємо термiнологiю,
вжиту де Женом [12], то можемо сказати, що сiтка колагену утворена фiзичними вузлами,
а утворений гель є фiзичним.
На закiнчення вiдзначимо: у данiй роботi запропоновано молекулярну модель структур-
них змiн, що вiдбуваються при електрозварюваннi м’яких бiологiчних тканин, дослiджена
кiнетика стадiй, що вiдповiдають структурним змiнам. Iз цих дослiджень можна отрима-
ти iнформацiю про часовi характеристики електричного поля — тривалiсть iмпульсiв, їх
частоту, часову залежнiсть сили струму на цих стадiях.
Звичайно, для проведення згаданих розрахункiв слiд вдосконалювати запропоновану
модель, розвиваючи на її основi молекулярну теорiю електрозварювання м’яких бiологiчних
тканин.
Оскiльки наведенi в нашiй роботi данi описують не весь процес електрозварювання жи-
вої тканини, а тiльки окрему його частину, варто пiдкреслити, що вони є тiльки початком
дослiджень в галузi фiзики електрозварювання м’яких бiологiчних тканин.
1. Патон Б. Е. Электрическая сварка мягких тканей в хирургии // Автомат. сварка. – 2004. – № 9. –
С. 7–11.
2. Гринцов А.Г., Совпель О.В., Василенко Л.И. и др. Использование электробиологической сварки
мягких тканей в хирургии // Клiнiчна анатомiя та оперативна хiрургiя. – 2005. – № 4/5. – С. 77–79.
3. Марри Р. и др. Биохимия человека. – Москва: Мир, 1993. – Т. 2. – 415 с.
4. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. – Москва: Наука, 1982. – 620 с.
5. Bulavin L.A., Aktan O.Yu. Molecular mechanism of the regeneration of the connective tissue // Adv. in
Molecular Medicine. – 2005. – No 3(1). – P. 103–106.
6. Булавин Л.А., Актан О.Ю., Забашта Ю.Ф. Вакансии в складчатых полимерных кристаллах //
Высокомолекул. соединения. – 2002. – № 9/44. – С. 1536–1542.
7. Булавин Л.А., Актан О.Ю., Забашта Ю.Ф. Статистическая теория плавления складчатых кри-
сталлов, содержаших вакансии // Там же. – 2003. – № 10/45. – С. 1684–1688.
8. Булавин Л.А., Актан О.Ю., Забашта Ю.Ф. Возникновение мезоморфной фазы складчатых кри-
сталлов, содержащих вакансии // Там же. – 2005. – № 4/47. – С. 690–694.
9. Bulavin L.A., Aktan O.Yu., Zabashta Yu. F. Anisotropic and isotropic phases of polymer melts // J. of
Molecular Liquids. – 2005. – 120. – P. 139–141.
10. Bigi А., Panzavolta S., Rubini K. Relationship between triple-helix content and mechanical properties of
gelatin films // Biomaterials. – 2004. – 25. – P. 5675–5680.
11. Булавiн Л.А., Актан О.Ю., Забашта Ю.Ф., Нiколаєнко Т.Ю. Спосiб визначення реологiчних ха-
рактеристик консистентних рiдин / Пат. 78094 Україна, МПК7 G01№ 11/16. – Опубл. 15.02.2007. –
Бюл. № 2.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2010, №2 101
12. Шермегор Т.Д. Теория упругости микронеоднородных сред. – Москва: Наука, 1977. – 320 с.
13. Де Жен П. Идеи скейлинга в физике полимеров. – Москва: Мир, 1982. – 368 с.
Надiйшло до редакцiї 23.06.2009Iнститут електрозварювання
iм. Є.О. Патона НАН України, Київ
Київський нацiональний унiверситет
iм. Тараса Шевченка
Academician of the NAS of Ukraine B.E. Paton,
Academician of the NAS of Ukraine L.A. Bulavin, O.Yu. Aktan, Yu. F. Zabashta,
O.V. Lebedev, S. E. Podpryatov, A.G. Dubko, O.M. Ivanova
Structural transformations of сollagen at the electrowelding of soft
biological tissues
A molecular model of the structural changes which occur during the electrowelding of soft biological
tissues is proposed. It is assumed that the basic role is played by the interaction of the collagen
structures which form a grid. It is shown that the process of formation of or destroying these
structures contains two stages: the “coil — helix” transition and the stage of formation or destruction
of units. The kinetics of these stages is experimentally investigated. It is established that the stress,
which appears in tissues during the electrowelding, is a sum of two components: the stress caused
by an external mechanical force and the stress caused by the action of an electric field.
102 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2010, №2
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-19601 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:33:24Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Патон, Б.Є. Булавін, Л.А. Актан, О.Ю. Забашта, Ю.Ф. Лебедєв, О.В. Подпрятов, С.Є. Дубко, А.Г. Іванова, О.М. 2011-05-11T19:06:30Z 2011-05-11T19:06:30Z 2010 Структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин / Б.Є. Патон, Л.А. Булавiн, О.Ю. Актан, Ю.Ф. Забашта, О.В. Лебедєв, С.Є. Подпрятов, А. Г. Дубко, О.М. Iванова // Доп. НАН України. — 2010. — № 2. — С. 94-102. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19601 538.91;577.3;57.088 Запропоновано молекулярну модель структурних змiн, що вiдбуваються при електрозварюваннi м’яких бiологiчних тканин. В основi даної моделi покладено той факт, що основну роль в такому з’єднаннi вiдiграє взаємодiя колагенових структур, якi утворюють сiтку. Показано, що процес утворення або руйнування цих структур мiстить двi стадiї: стадiя переходу клубок — спiраль та стадiя утворення чи руйнування вузлiв. Експериментально дослiджено кiнетику цих стадiй. Встановлено, що напруження, яке виникає в тканинах пiд час електрозварювання, є сумою двох складових: напруження, спричиненого зовнiшньою механiчною силою, та напруження, викликаного дiєю електричного поля. A molecular model of the structural changes which occur during the electrowelding of soft biological tissues is proposed. It is assumed that the basic role is played by the interaction of the collagen structures which form a grid. It is shown that the process of formation of or destroying these structures contains two stages: the “coil helix” transition and the stage of formation or destruction of units. The kinetics of these stages is experimentally investigated. It is established that the stress, which appears in tissues during the electrowelding, is a sum of two components: the stress caused by an external mechanical force and the stress caused by the action of an electric field. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Матеріалознавство Структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин Structural transformations of сollagen at the electrowelding of soft biological tissues Article published earlier |
| spellingShingle | Структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин Патон, Б.Є. Булавін, Л.А. Актан, О.Ю. Забашта, Ю.Ф. Лебедєв, О.В. Подпрятов, С.Є. Дубко, А.Г. Іванова, О.М. Матеріалознавство |
| title | Структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин |
| title_alt | Structural transformations of сollagen at the electrowelding of soft biological tissues |
| title_full | Структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин |
| title_fullStr | Структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин |
| title_full_unstemmed | Структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин |
| title_short | Структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин |
| title_sort | структурні перетворення колагену при електрозварюванні м'яких біологічних тканин |
| topic | Матеріалознавство |
| topic_facet | Матеріалознавство |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/19601 |
| work_keys_str_mv | AT patonbê strukturníperetvorennâkolagenuprielektrozvarûvannímâkihbíologíčnihtkanin AT bulavínla strukturníperetvorennâkolagenuprielektrozvarûvannímâkihbíologíčnihtkanin AT aktanoû strukturníperetvorennâkolagenuprielektrozvarûvannímâkihbíologíčnihtkanin AT zabaštaûf strukturníperetvorennâkolagenuprielektrozvarûvannímâkihbíologíčnihtkanin AT lebedêvov strukturníperetvorennâkolagenuprielektrozvarûvannímâkihbíologíčnihtkanin AT podprâtovsê strukturníperetvorennâkolagenuprielektrozvarûvannímâkihbíologíčnihtkanin AT dubkoag strukturníperetvorennâkolagenuprielektrozvarûvannímâkihbíologíčnihtkanin AT ívanovaom strukturníperetvorennâkolagenuprielektrozvarûvannímâkihbíologíčnihtkanin AT patonbê structuraltransformationsofsollagenattheelectroweldingofsoftbiologicaltissues AT bulavínla structuraltransformationsofsollagenattheelectroweldingofsoftbiologicaltissues AT aktanoû structuraltransformationsofsollagenattheelectroweldingofsoftbiologicaltissues AT zabaštaûf structuraltransformationsofsollagenattheelectroweldingofsoftbiologicaltissues AT lebedêvov structuraltransformationsofsollagenattheelectroweldingofsoftbiologicaltissues AT podprâtovsê structuraltransformationsofsollagenattheelectroweldingofsoftbiologicaltissues AT dubkoag structuraltransformationsofsollagenattheelectroweldingofsoftbiologicaltissues AT ívanovaom structuraltransformationsofsollagenattheelectroweldingofsoftbiologicaltissues |