Меко ткиво

Микрографија парчета меког ткива тетиве.

Меко ткиво – у анатомији – укључује ткива која повезују, подржавају или окружују друге телесне структуре и органе, осимм тврдог ткива, као што су кости. Мека ткива укључују тетиве, лигаменте, фасције, кожу, влакнаста ткива, масти и синовијалне мембрана (који су везивно ткиво), као и мишиће, живце и крвне судове (који нису везивно ткиво)

Дијаграм различитих типова меких ткива у телу.

Понекад се меко ткиво дефинише и као оно што оно то није, као нпр. "неепителни, ванскелетни мезенхим искључујући ретикулоендотелни систем и глију".

Састав

Карактеристичне супстанце унутар ванћелијског матрикса ове врсте ткива су колаген, еластина и основна супстанца. Нормално меко ткиво је врло хидрирано због основне супстанце. Фибробласти су најчешће ћелије које су одговорне за производњу влакана меких ткива и основне супстанце. Варијације фибробласта, као што су хондробласти, могу такођер произвести ове супстанце.

Механичке карактеристике

При малим истезањима, еластина изазива крутост ткива и складишти већину енергије истезања. Колагена влакна су релативно нерастегљива и обично су лабава (таласаста, увијена). Са повећањем истезања ткива колагена се постепено растеже у смеру деформације. Када су затегнута, та влакна производе снажан раст у крутост ткива. Понашање композитних материјала аналогно је најлон чарапи, чије гумице имају улогу еластина, а улогу најлона има колаген. У меким ткивима колагена ограничава истезање и штити ткива од повреде.

Људска мека ткива су високо флексибилна, а њихова механичка својства знатно се разликују од једне особе до друге. Тестирање утицаја резултирало је налазом да су крутост и пригушена отпорност ткива испитиваног субјекта у корелацији са масом, брзином и величином објекта. Таква својства могу бити корисна за форензична истраживања код изазваних контузија. Када тврди предмет делује на људска мека ткива, енергија удара се апсорбује у ткиву што смањује ефекат утицаја или нивоа бола, па особа с дебљим меким ткивом апсорбира такве утицаје са мање одбојности.

Стрес и Лаграновски стрес (Т) против односа истезања (λ) прекондиционираног меког ткива

Мека ткива имају потенцијал да се подвргну великим истезањима да се затим врате на почетну конфигурацију када се растерете, односно њихова крива стресног истезања је нелинеарна. Мека ткива су вискоеластична, нестискљива и обично анизотропна. Нека видљива својства високе еластичности меких ткива су: опуштање, пузање и хистереза.

За описивање механичких одговора меких ткива, користи се неколико метода. Ови методи укључују: хипереластичне макроскопске моделе базиране на енергији истезања, математичка подешавања у којима се користе нелинеарне конститутивне једначине и структурно засновани модели у коме се одговор линеарног еластичног материјала модификује према његовим геометријским карактеристикама.

Псеудоеластичност

Иако мека ткива имају вискоеластична својства, односно стрес као функцију брзине истезања може се апроксимирати на хипереластичном моделу послије предуслова за образац оптерећења. Након неколико циклуса уноса и одношења материјала, механички одговор постаје независтан од брзине истезања:

$\mathbf {S} =\mathbf {S} (\mathbf {E} ,{\dot {\mathbf {E} }})\quad \rightarrow \quad \mathbf {S} =\mathbf {S} (\mathbf {E} )$

Упркост независности брзине истезања, предуслов меких ткива који је и даље присутан је хистереза, а механички одговор може се моделирати као хипереластични са различитим константама материјала на улазу и излазу. Овим методом, теорија еластичности се користи за моделирање нееластичних материјала. Фунг је Овај модел назвао као псеудоеластичан модел да би истакао да материјал није потпуно еластичан.

Преостала напрезања

У физиолошком стању мехких ткива обично су присутна преостала напрезања која могу бити испољена када је ткиво исечено. У физиологији и хистологији мора се имати у виду та чињеница да би се избегле погрешке при анализи изрезаног ткива. То истезање обично узрокује визуелни артефакт.

Фунгов еластични материјал

Yуан-Цхенг Фунг развио је конститутивну једначину за прекондиционирано меко ткиво:

$W={\frac {1}{2}}\left[q+c\left(e^{Q}-1\right)\right]$

са

$q=a_{ijkl}E_{ij}E_{kl}\qquad Q=b_{ijkl}E_{ij}E_{kl}$

квадратни облик Греен-Лагрангеовог истезања $E_{ij}$, $a_{ijkl}$, $b_{ijkl}$ и $c$ материјалне константе.

• $W$ = функција енергије истезања по једиици запремуне, која механичка енергија истезања за дату температуру.

Изотропно поједностављење

Фунгов модел, поједностављен према хипотези о изотропности (иста механичка својства). Ово се пише поштујући главна истезања ($\lambda _{i}$):

$W={\frac {1}{2}}\left[a(\lambda _{1}^{2}+\lambda _{2}^{2}+\lambda _{3}^{2}-3)+b\left(e^{c(\lambda _{1}^{2}+\lambda _{2}^{2}+\lambda _{3}^{2}-3)}-1\right)\right]$ ,

где су

• а, б, ц = константе.

Поједностављење за мало и велико истезање

За мала истезања, експоненцијални образац је врло мали и тако занемарив:

$W={\frac {1}{2}}a_{ijkl}E_{ij}E_{kl}$

Са друге стране, линеарни термин је занемарљив када се анализа ослања само на велика истезања:

$W={\frac {1}{2}}c\left(e^{b_{ijkl}E_{ij}E_{kl}}-1\right)$

Гентов еластични материјал

$W=-{\frac {\mu J_{m}}{2}}\ln \left(1-\left({\frac {\lambda _{1}^{2}+\lambda _{2}^{2}+\lambda _{3}^{2}-3}{J_{m}}}\right)\right)$

где је:

• $\mu >0$ = модул смицања за бескрајно истезање, а
• $Jm>0$ = параметар укрућивања, у вези са ограничавајућим ланцем растегљивости, По овом конститутивном модел не може се истезати и једноосовински напрезати ван максималног растезања $Jm$, што је позитивни корен из:

$\lambda _{m}^{2}+2\lambda _{m}-J_{m}-3=0$

Ремоделовање и раст

Мехка ткива имају потенцијал наа раст и преправке реагирајеу дугорочним хемијским и механичким промјенама. Стопа коју производе фибробласти структуре тропоколагена је пропорционална овим надражајима. Болести, повреде и промјене у нивоу механичког оптерећењеа могу изазвати ремоделирање. Примјер овог феномена су задебљања на рукама фармера. Ремоделирање (преуређење) везивног ткива је добро познато и код костију према Wолффовом закону (ремоделовање кости).

Механобиологија је наука која проучава однос између оптерећења и раста на ћелијском нивоу. Раст и ремоделовања имају важну улогу у етиологији неких уобичајених болести меких ткива, као што су артеријска стеноза и анеуризма и свака фиброза меког ткива. Остали примери обнове ткива су задебљање срчаног мишића као одговор на раст крвног притиска који се открива на артеријском зиду.

Технике обраде слике

При избору техника снимања за визуализацију компоненте ванћелијског матрикса меких ткива, требало би имати у виду одређена питања, јер се прецизност анализе слике ослања на својства и квалитет сирових података и, према томе, избор техника снимања мора бити заснован на критеријумима као што су:

• Оптимална резолуција за компоненте од интереса;
• Постизање високог контраста тих компоненти;
• Одржавање ниског нивоа урачунатих артефакта;
• Довољан обим прикупљање података;
• Вођење ниског обима података;
• Успостављање једноставних и поновљивих подешавање за анализу ткива.

Колагена влакна су дебелиа око 1-2 μм. Дакле, техника резолуције снимања треба бити око 0,5 микрона. Неке технике омогућују директно прибављање довољног волумена података, док за друге треба резање из узорка. У оба случаја, обим који је довијен мора бити у стању у којем се могу пратити снопови влакана целим обимом. Високи контраст чини лакшом сегментацију слике, поготово када је доступна информација путем боја. Осим тога, потребно је решити фиксирање боја. Утврђено је да фиксација меког ткива у формалдехиду узрокује стезање и мијењање структуре изворног ткива.

Неке типске вредности за различите контракције фиксације су: формалин (5% - 10%), алкохол: (10%), Боуин: (<5%).

Методе снимања које се користе за визуелизацију ванћелијског матрикса и њихова својства

Показатељ	Трансмисијско осветљење	Конфокално	Мултифотонски флуоросвентни надражај	Друга хармонијска генерација	Оптичка кохерентна томографија
Резолуција	0.25 μм	Аксијална: 0,25-0,5 μм Латерална: 1 μм	Аксијална: 0.5 μм Латерална: 1 μм	Аксијална: 0,5 μм Латерална: 1 μм	Аксијална: 3-15 μм Латерална: 1-15 μм
Контраст	Веома висок	Низак	Висок	Висок	Умерен
Пробојност	Н/А	10 μм-300 μм	100-1000 μм	100-1000 μм	До 2–3 мм
Трошкови снимања	Високи	Ниски	Ниски	Ниски	Ниски
Фиксација	Потребна	Потребна	Непотребна	Непотребна	Непотребна
Уградња	Потребна	Потребна	Непотребна	Непотребна	Непотребна
Бојење	Потребно	Непотребно	Непотребно	Непотребно	Непотребно
Укупна цена	Ниска	Умерена до висока	Висока	Висока	Умерена

Види још

• Ткиво

Спољашње везе

Молимо Вас, обратите пажњу на важно упозорење у вези са темама из области медицине (здравља).