Слайд 2-14. Другие характеристики сосудистой стенки.

Остаточное напряжение- это то напряжение, которое существует в артерии при нулевом давлении. Если маленький кусочек артерии, находившейся при нулевом давлении, разрезать вдоль сосуда, он открывается как пружинка. Единственным объяснением этого поведения состоит в том, что до этого разреза артерия находилась под круговым напряжением. Таким образом, можно получить количественную характеристику этого остаточного напряжения, определяя величину раскрытия сегмента артерии после ее разрезания. Величина этого напряжения при этом можно обозначить через угол θ.

Т.к. сосудистая стенка неоднородна, то трудно применить к ней классическую теорию упругости. Часто на практике используют эффективный модуль Юнга как реакцию сосуда на различное давление, т.е. определяют отношение давление /диаметр сосуда, а

модуль Юнга E вычисляют из окружного напряжения и соответствующего изменения диаметра.

Характерной особенностью этих зависимостей является их нелинейность. Однако в диапазоне небольших изменений эту зависимость можно считать квазилинейной. И здесь нужно вести такое понятие как касательный модуль Юнга. Т.е. на нелинейной кривой напряжение-деформация в зоне небольших отклонений проводят касательную в интересующей точке и по ее наклону определяют модуль Юнга.

Кроме того, все сосуды прикреплены к тканям и постоянно подвержены продольному растяжению-когда сегмент вырезают из ткани, его длина уменьшается на 30-40%.

Среднее давление в артериях выше приблизительно на 50-100мм. давления окружающих тканей.

В качестве примера, можно привести некоторые модули упругости (эффективный модуль Юнга).

Для вен 0,7*10⁵ Н/м² при растягивающем давлении 5 мм. рт.ст. и становится 5*10⁵ Н/м² при 15 мм. рт. ст., т.е. сравним с артериями.

В физиологических условиях модуль упругости вен может изменяться в 100 раз.

Модуль упругости повышается у артерий от центра к периферии.

Как мы уже отмечали, трудности приложения теории упругости к сосудам связаны также с вязкоупругими свойствами сосудов, а при стационарной нагрузке напряжение достигается не мгновенно. За начальной деформацией-идет ползучесть.

Аналогичным образом напряжение, необходимое для поддержания данной деформации, постепенно падает от начального уровня до нового равновесного значения. И это, как мы помним, называется релаксацией напряжения.

За вязкоупругие свойства ответственны гладкие мышцы.

Эластин, являясь чисто упругим, предохраняет стенку от неограниченного течения и релаксации напряжения.

Слайд 2-15. Вязкоупругость существенна только тогда, когда напряжение и деформация меняются во времени. ( Например, если сегмент артерии подвергается периодическим деформациям заданной частоты и амплитуды, то напряжения, необходимое для достижения данной деформации, оказывается больше во время растяжения, чем во время фазы возвращения к исходному состоянию). Это явление называется гистерезисом.

При этом изменение деформации в ответ на изменение напряжения немного запаздывает по сравнению с чисто упругим материалом.