Biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human
Метою дослідження було встановлення біомеханічних властивостей серпу великого мозку. У статті наведені дані про дослідження таких біомеханічних властивостей серпа великого мозку як розтяжність та межа міцності. Дослідження виконано на 103 препаратах твердої оболони головного мозку людини, яку...
Збережено в:
| Дата: | 2013 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Кримський науковий центр НАН України і МОН України
2013
|
| Назва видання: | Таврический медико-биологический вестник |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/75449 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human / Y.P. Zhuravlova, Y.N. Vovk // Таврический медико-биологический вестник. — 2013. — Т. 16, № 1, ч. 2 (61). — С. 51-54. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-75449 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-754492015-01-31T03:01:49Z Biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human Zhuravlova, Y.P. Vovk, Y.N. Оригинальные статьи Метою дослідження було встановлення біомеханічних властивостей серпу великого мозку. У статті наведені дані про дослідження таких біомеханічних властивостей серпа великого мозку як розтяжність та межа міцності. Дослідження виконано на 103 препаратах твердої оболони головного мозку людини, яку було отримано від трупів людей у віці від 19 до 95 років. Зразки серпу великого мозку випробовувались на розривній машині BZ 2,5 TN1S німецької компанії Zwick Roell. Проводилось одноосьове розтягнення зразків. Досліджувались показники розтяжності у % та руйнівне навантаження кг/мм². Встановлено, що зразки препаратів серпа великого мозку мають велику розтяжність, але низьку межу міцності. Розтяжність серпа великого мозку у людей II періоду зрілого віку варіює від 9 дo 51 % (= 19,31%). Межа міцності для цього ж вікового періоду варіює від 0,10 дo 1,29 кг/мм2 (= 0,31 кг/мм²). Целью исследования послужило установление биомеханических свойств серпа большого мозга. В статье приведены данные об исследовании таких биомеханических свойств серпа большого мозга как растяжимость и предел прочности. Исследование выполнено на 103 препаратах твёрдой оболочки головного мозга человека, которая была получена от трупов людей в возрасте от 19 до 95 лет. Образцы серпа большого мозга были испытаны на разрывной машине BZ 2,5 TN1S немецкой компании Zwick Roell. Проводилось одноосевое растяжение образцов. Исследовались показатели растяжимости в % и разрушающая нагрузка в кг/мм². Установлено, что образцы препаратов серпа большого мозга имеют большую растяжимость, но обладают низким пределом прочности. Растяжимость серпа большого мозга у людей II периода зрелого возраста варьирует от 9 до 51% (= 19,31%). Предел прочности для этого возрастного периода варьирует от 0,10 до 1,29 кг/мм² (= 0,31 кг/мм²). 2013 Article Biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human / Y.P. Zhuravlova, Y.N. Vovk // Таврический медико-биологический вестник. — 2013. — Т. 16, № 1, ч. 2 (61). — С. 51-54. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 2070-8092 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/75449 611.819.5 ru Таврический медико-биологический вестник Кримський науковий центр НАН України і МОН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Оригинальные статьи Оригинальные статьи |
| spellingShingle |
Оригинальные статьи Оригинальные статьи Zhuravlova, Y.P. Vovk, Y.N. Biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human Таврический медико-биологический вестник |
| description |
Метою дослідження було встановлення біомеханічних властивостей серпу великого мозку. У статті
наведені дані про дослідження таких біомеханічних властивостей серпа великого мозку як розтяжність та
межа міцності. Дослідження виконано на 103 препаратах твердої оболони головного мозку людини, яку
було отримано від трупів людей у віці від 19 до 95 років. Зразки серпу великого мозку випробовувались на
розривній машині BZ 2,5 TN1S німецької компанії Zwick Roell. Проводилось одноосьове розтягнення зразків.
Досліджувались показники розтяжності у % та руйнівне навантаження кг/мм². Встановлено, що зразки
препаратів серпа великого мозку мають велику розтяжність, але низьку межу міцності. Розтяжність серпа
великого мозку у людей II періоду зрілого віку варіює від 9 дo 51 % (= 19,31%). Межа міцності для цього ж
вікового періоду варіює від 0,10 дo 1,29 кг/мм2 (= 0,31 кг/мм²). |
| format |
Article |
| author |
Zhuravlova, Y.P. Vovk, Y.N. |
| author_facet |
Zhuravlova, Y.P. Vovk, Y.N. |
| author_sort |
Zhuravlova, Y.P. |
| title |
Biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human |
| title_short |
Biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human |
| title_full |
Biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human |
| title_fullStr |
Biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human |
| title_full_unstemmed |
Biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human |
| title_sort |
biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human |
| publisher |
Кримський науковий центр НАН України і МОН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Оригинальные статьи |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/75449 |
| citation_txt |
Biomechanical properties of cerebral falx of human dura mater in adult human / Y.P. Zhuravlova, Y.N. Vovk // Таврический медико-биологический вестник. — 2013. — Т. 16, № 1, ч. 2 (61). — С. 51-54. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Таврический медико-биологический вестник |
| work_keys_str_mv |
AT zhuravlovayp biomechanicalpropertiesofcerebralfalxofhumanduramaterinadulthuman AT vovkyn biomechanicalpropertiesofcerebralfalxofhumanduramaterinadulthuman |
| first_indexed |
2025-07-05T23:44:12Z |
| last_indexed |
2025-07-05T23:44:12Z |
| _version_ |
1836852500733362176 |
| fulltext |
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
UDC 611.819.5
© Yu. P. Zhuravlova, Yu. N. Vovk, 2013
BIOMECHANICAL PROPERTIESOFCEREBRAL FALX OF HUMAN
DURA MATER IN ADULT HUMAN
yu. p. Zhuravlova, yu. n. vovk
The Department of Surgery with the topographic anatomy (Head - MD, prof. Vovk Yu.N.), State Foundation “Lugansk State
Medical University”. 91045 Ukraine, Lugansk, kv. 50th anniversary of Defense Lugansk, 1g. E-mail: ulia-mix@list.ru
бИОмЕхАНИчЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕРпА бОЛьШОГО мОЗГА У ВЗРОСЛЫх ЛЮДЕЙ.
Ю. п. Журавлёва, Ю. Н. Вовк
РЕЗюМЕ
Целью исследования послужило установление биомеханических свойств серпа большого мозга.
В статье приведены данные об исследовании таких биомеханических свойств серпа большого мозга как
растяжимость и предел прочности. Исследование выполнено на 103 препаратах твёрдой оболочки головного
мозга человека, которая была получена от трупов людей в возрасте от 19 до 95 лет. Образцы серпа большого
мозга были испытаны на разрывной машине BZ 2,5 TN1S немецкой компании Zwick Roell. Проводилось
одноосевое растяжение образцов. Исследовались показатели растяжимости в % и разрушающая нагрузка
в кг/мм2. Установлено, что образцы препаратов серпа большого мозга имеют большую растяжимость, но
обладают низким пределом прочности. Растяжимость серпа большого мозга у людей II периода зрелого
возраста варьирует от 9 до 51% (= 19,31%). Предел прочности для этого возрастного периода варьирует
от 0,10 до 1,29 кг/мм2 (= 0,31 кг/мм2).
біОмЕхАНічНі ВЛАСТИВОСТі СЕРпА ВЕЛИКОГО мОЗКУ У ДОРОСЛИх ЛЮДЕЙ.
Ю. п. Журавльова, Ю. м. Вовк
РЕЗюМЕ
Метою дослідження було встановлення біомеханічних властивостей серпу великого мозку. У статті
наведені дані про дослідження таких біомеханічних властивостей серпа великого мозку як розтяжність та
межа міцності. Дослідження виконано на 103 препаратах твердої оболони головного мозку людини, яку
було отримано від трупів людей у віці від 19 до 95 років. Зразки серпу великого мозку випробовувались на
розривній машині BZ 2,5 TN1S німецької компанії Zwick Roell. Проводилось одноосьове розтягнення зразків.
Досліджувались показники розтяжності у % та руйнівне навантаження кг/мм2. Встановлено, що зразки
препаратів серпа великого мозку мають велику розтяжність, але низьку межу міцності. Розтяжність серпа
великого мозку у людей II періоду зрілого віку варіює від 9 дo 51 % (= 19,31%). Межа міцності для цього ж
вікового періоду варіює від 0,10 дo 1,29 кг/мм2 (= 0,31 кг/мм2).
key words: cerebral falx, dura mater of the brain, unit elongation, extensibility, ultimate strength.
Human dura mater of the brain is widely used in plenty
of spheres of medicine. This fact proves the importance of
this structure and grounds the scientific approach to study
of this organ. As it is known that among these medical
spheres are the vascular surgery [1, 5], traumatology [8]
and other, it becomes obvious that it’s essential to study
not only the morphology of human dura mater [4], but also
biomechanical testing should be carried out. Human dura
mater of the spinal cord is a material for production of the
surgical suture material, which is successfully exploited in
practice [6, 10]. So it is very perspective direction to use
human dura mater as a material for production of surgical
thread in future due to its characteristics. It doesn’t cause
immune response. On the contrary, it acts like an immune
correcting substance, what allows to use it like an immune
corrector in ophthalmology and dentistry [2, 3, 7, 9].
Objective: the purpose of this research work is to study
the biomechanical features of cerebral falx to find out if it
is possible to use it as a dural graft for the plastic surgery
of dural sinuses and dura mater itself.
MATERIALS AND METHODS
The research was made on 103 specimens of human
dura mater, taken from cadavers in age from 19 tо 95
during autopsy.
For conduction of biomechanical tests the specimens
of cerebral falx were prepared in the special way. For
this purpose special instrument and algorithm were
developed “The instrument for formation of transplants
from dura mater” (patent of Ukraine № 45335 since
10.11.2009) and “The algorithm of preparation of
adapted transplants from dura mater of the brain” (patent
of Ukraine № 44626 since 12.10.2009). The processes of
dura mater of the brain were placed on the plane surface
and pressed down with the instrument, along verges of
which the specimens were excised with a scalpel.
After preparation an additional measurement of
each specimen in the middle of its length and width was
made, as it is to be the place of a rapture of specimen
during tensile and strength tests. Each specimen received
its marking and was inserted into special device:
“The device for washing out of the dura mater of the
brain specimens’ (patent of Ukraine № 48625 since
25.03.2010). The washing out of each batch of specimens
lasted for 2 hours. After that specimens were left on the
open air to let them dry during 10–15 minutes.
The next step was to test the specimens on materials
testing machine BZ 2,5 TN1S of German company
Zwick Roell. Uniaxial tension of specimens was carried
51
ТАвРИЧЕСкИЙ мЕДИкО-бИОЛОГИЧЕСкИЙ вЕСТНИк2013, том 16, №1, ч.2 (61)
out. With the help of materials testing machine next data
were established: unit elongation in% and breaking load
at rapture moment in kg.
The ultimate strength of specimens of processes of
dura mater of the brain (kg/mm 2) was defined by the
ratio of the breaking load, required for the rapture of
exact specimen (N, kg) to the area of its cross section
in the rapture zone (F, mm 2): σp= N/F. The area of the
cross section in the rapture zone was defined by the next
formula: F= L×h, where L — the length of the zone cross
section, which is to be ruptured, h — the thickness of
specimen in the rupture zone. The speed of movement
of mobile terminal of materials testing machine is 100
mm per minute.
RESULTS AND DISCUSSION
During the study of unit elongation of the specimens
of falx cerebri of dura mater it was established that
this parameter strongly depends on the age. The unit
elongation of falx cerebri specimens in I period of middle
age dwells in the range from 9 tо 45% (X = 20,46%)
(table 1). The elongation ability of this dural process
in people of the II period of the middle age is next: the
value of measure for cerebral falx is in the range from
9 to 51% (X = 19,31%).
In individuals of elderly age the value of unit
elongation of cerebral falx specimens ranges from 5
to 37% (X = 16,31%), and in senility age the range of
measure is from 5 to 30% (X = 13,13%),
As a result of study of ultimate strength measure it
was established that it is also strongly depends on the age.
Ascertained, that individuals of the I period of middle age
have the range of ultimate strength of cerebral falx from
0,09 to 0,74 kg/mm 2 (X = 0,34 kg/mm 2) (table 2).
In people of II period of the middle age the measures
Table 1
unit elongation of falx cerebri
Age period
Statistical indicators
Mean value (X) Standard deviation (σ) Error of mean (m)
I period of middle age 20,46 12,04 3,63
II period of middle age 19,31 10,49 1,77
Elderly age 16,31 7,91 1,55
Senility age 13,13 7,52 2,66
Table 2
ultimate strength of falx crebri
Age period
Statistical indicators
Mean value (X) Standard deviation (σ) Error of mean (m)
I period of middle age 0,34 0,17 0,05
II period of middle age 0,31 0,23 0,04
Elderly age 0,27 0,23 0,01
Senility age 0,26 0,15 0,05
of ultimate strength for cerebral falx are in the range from
0,10 to 1,29 kg/mm 2 (X = 0,31 kg/mm 2).
The ultimate strength of this dural process in elderly
aged individuals distributes this way: the measure for falx
cerebri ranges from 0,02 to 1,14 kg/mm 2 (X = 0,27 kg/
mm 2). And in senility aged people this measure ranges
from 0,06 to 0,53 kg/mm 2 for cerebral falx (X = 0,26
kg/mm 2).
Correspondingly to achieved results it becomes clear,
that decreasing of extensibility with age is typical for falx
cerebri (fig. 1). Each next period of age is featured by
respective decrease of unit elongation of specimens of
studied process relatively to the previous period.
The ultimate strength of cerebral falx also decreases
with age (fig. 2).
Cerebral falx is quite a week part of dura mater. It is
not surprising, as its function is not related to resist any
pressure, it’s just delimits hemispheres of the brain and
serves as a base for dural sinuses and veins.
The biomechanical features of cerebral falx on the
assumption of the typical for this dural process diagram
of extension are relatively week (fig. 3). We can see high
extensibility of this process, but its strength is very low.
Except that the angle between curve and horizontal axis
is very small that reflects its low measures of elasticity.
Thereby analyzing biomechanical features of
process of dura mater and their dependence on age
we can conclude next that when choosing the proper
dural transplant the age of donor should be less or the
same as of recipient’s. Universal donors of dura mater
52
ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ
This study is a part of scientific research work of the chair of
operative surgery and topographic anatomy № 0109U002006
“Variability, morphologic features, relations of formations of head,
skull, brain and their practical significance”.
REFERENCES
1. 20-летний опыт применения твёрдой оболочки
головного мозга в хирургии аорты и магистральных
артерий / Б. А. Королёв, М. Ю. Аверьянов, Е. А. Ели-
сеев [и др.] // Ангиология и сосудистая хирургия. —
1999. — Том 5, № 4. — С. 10–19.
2. Безруков О. Ф. Роль трансплантатов из ткани
твердой оболочки головного мозга человека в реге-
нерации костной ткани: автореф. дис. на соискание
науч. степени канд. мед. наук: спец. 14.00.02 “Ана-
томия человека”, 14.00.27 “Хирургия” / О. Ф. Без-
руков — Симферополь, 1989. — 20 с.
3. Безруков С. Г. Сравнительное изучение вли-
яния различных биопластических материалов на
клинические данные и цитохимические показатели
нейтрофилов периферической крови при хирур-
гическом лечении парадонтита / С. Г. Безруков,
В. Н. Кириченко // Труды Крымского медицинского
университета. — Симферополь. — 2006. — С. 25–27.
4. Вовк Ю. Н. Хирургиче ская анатомия
палатки мозжечка и её прикладное значение
(экспериментально морфологическое исследование):
дис. … кандидата мед. наук: 14.00.02 / Вовк Юрий
Николаевич. — Киев, 1977. — С. 51–89.
Fig. 1. Age-related features of extensibility of studied process, %
Fig. 2. Age-related features of ultimate strength of studied process, kg/mm 2
Fig. 3. Falx cerebri extension diagram. Sample
№ 11, female, 85 years
of the brain are individuals of the I period of middle
age as they possess the highest measures of strength
of cerebral falx.
CONCLUSION
1. Falx cerebri possesses high extensibility and
low ultimate strength characteristics.
2. The choice of dural transplants should be
depending on the donors age. The donor should always
be younger than the recipient or of the same age. The
individuals of the I period of middle age are the universal
donors of dural processes.
53
Falx cerebri
Falx cerebri
I period of
middle age
II period of
middle age
Elderly age Simility age
0
10
20
30
Falx cerebri
Falx cerebri
I period of
middle age
II period of
middle age
Elderly age Simility age
0
0,1
0,2
0,3
0,4
Н
аг
ру
зк
а
in
k
g
Удлинение in %
ТАвРИЧЕСкИЙ мЕДИкО-бИОЛОГИЧЕСкИЙ вЕСТНИк2013, том 16, №1, ч.2 (61)
5. Королёв Б. А. Использование твёрдой моз-
говой оболочки в хирургии аорты и артерий /
Б. А. Королёв, М. Ю. Аверьянов, Ю. А. Аверьянов //
Хирургия. — 2000. — № 10. — С. 8–11.
6. Мельник В. Л. Обоснование применения нити
биофил для ушивания ран мягких тканей полости
рта (экспериментально-клиническое исследование):
автореф. дис. на соискание науч. степени канд. мед.
наук: спец. 14.01.22 “Стоматология” / В. Л. Мель-
ник. — Полтава, 2000. — 20 с.
7. Новый способ вестибулопластики при мелком
преддверии полости рта / Х. Х. Мухаев, Ю. В. Ефимов,
Е. Н. Ярыгина [и др.] // Бюллетень Волгоградского
научного центра РАМН. — 2008. — № 2. — С. 55–56.
8. Оперативное лечение привычного вывиха пле-
ча / Н. А. Верещагин, Н. В. Завгородний, Ф. Л. Лазко
[и др.] // Травматология и ортопедия России. —
2005. — № 3 (37). — С. 45–47.
9. Пат. 2071303 Российская Федерация МПК A
61 F 9/013. Способ лечения помутнений прозрачных
сред глаза / Кондаурова Л. С., Фишер О. А., Кондауро-
ва Н. Ю.; заявитель и патентообладатель Кондаурова
Любовь Сергеевна, Фишер Ольга Алексеевна, Кон-
даурова Наталья Юрьевна. — № 93000691/14; заявл.
06.01.1993; опубл. 10.01.1997, Бюл. № 21 (II ч.).
10. Талаш В. В. Морфологічні особливості пере-
бігу ранового процесу в оперованих матці та її при-
датках при застосуванні шовного матеріалу біофілу
(анатомо-експериментальне дослідження): автореф.
дис. на здобуття наук. ступеня канд. мед. наук: спец.
14.03.01 “Нормальна анатомія” / В. В. Талаш. — Хар-
ків, 2004. — 20 с.
54
|