Πειραματική διερεύνηση εμβιομηχανικών χαρακτηριστικών ανθρώπινου οισοφάγου

Σαπαρίλλας, Ευστάθιος; Saparillas, Efstathios

dc.contributor.author	Σαπαρίλλας, Ευστάθιος	el
dc.contributor.author	Saparillas, Efstathios	en
dc.date.accessioned	2025-03-26T08:21:04Z
dc.date.available	2025-03-26T08:21:04Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61451
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29147
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ανθρώπινοι Οισοφάγοι	el
dc.subject	Διαχωρισμός Στρωμάτων	el
dc.subject	Κατάσταση Μηδενικού Στρες	el
dc.subject	Παραμένουσες Παραμόρφωσεις	el
dc.subject	Εμβιομηχανικά Χαρακτηριστικά	el
dc.subject	Human Esophagus	en
dc.subject	Layer Separation	en
dc.subject	Residual Strains	en
dc.subject	Zero-Stress State	en
dc.subject	Biomechanical Characteristics	en
dc.title	Πειραματική διερεύνηση εμβιομηχανικών χαρακτηριστικών ανθρώπινου οισοφάγου	el
dc.title	Biomechanical characteristics of the human esophagus. An experimental investigation	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Εμβιομηχανική	el
heal.classification	Biomechanics	en
heal.classification	Βιορευστομηχανική	el
heal.classification	Βiofluid Εngineering	en
heal.classification	Βιοϊατρική Τεχνολογία	el
heal.classification	Biomedical Technology	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-31
heal.abstract	Ο οισοφάγος υφίσταται σημαντικές αξονικές παραμορφώσεις κατά τη φυσιολογική λειτουργία (in vivo) και η κατάσταση όπου δεν υπάρχει καθόλου τάση δεν αντιστοιχεί σε κλειστό κύλινδρο, αλλά σε ανοιχτό κυκλικό τμήμα. Όταν ο κύλινδρος είναι κλειστός χωρίς να ασκούνται εξωτερικές δυνάμεις, αυτή η κατάσταση ονομάζεται «κατάσταση χωρίς φορτίο», ενώ η παραμένουσα παραμόρφωση αναφέρεται στη διαφορά παραμόρφωσης ανάμεσα στην κατάσταση χωρίς φορτίο και την «κατάσταση μηδενικού στρες». Προκειμένου να κατανοηθεί πλήρως η φυσιολογική λειτουργία και οι παθολογικές καταστάσεις του οισοφάγου, είναι απαραίτητο να υπάρχει γνώση της κατανομής της αξονικής παραμόρφωσης, της κατάστασης μηδενικού στρες, των σχέσεων τάσης και παραμόρφωσης του ιστού του οισοφάγου, καθώς και των μεταβολών αυτών των καταστάσεων και σχέσεων που προκύπτουν από τη βιολογική αναδιαμόρφωση του ιστού υπό συνθήκες στρες. Η συγκεκριμένη μελέτη αποτελεί μια πειραματική διερεύνηση των εμβιομηχανικών χαρακτηριστικών του ανθρώπινου οισοφάγου. Κατόπιν αφαίρεσης των ιστών και πλέον σε κατάσταση in vitro, οι οισοφάγοι φωτογραφήθηκαν και κόπηκαν σε δακτυλίους (κατάσταση χωρίς φορτίο) οι οποίοι τοποθετήθηκαν σε τρυβλία εμβαπτισμένοι με διάλυμα Kreb's χωρίς ασβέστιο. Ακολούθως, οι δακτύλιοι κόπηκαν ακτινικά ούτως ώστε να επιτευχθεί η κατάσταση μηδενικού στρες στο μη διαχωρισμένο τοίχωμα (intact wall) και στη συνέχεια διαχωρίστηκαν στα επιμέρους στρώματα απομονώνοντας τον μυϊκό χιτώνα από τον χιτώνα βλεννογόνου-υποβλεννογόνου. Σε κάθε κατάσταση, δόθηκε χρόνος 30 λεπτών για να επιτευχθεί ισορροπία, και τα δείγματα φωτογραφήθηκαν εκ νέου στις καταστάσεις χωρίς φορτίο και μηδενικού στρες. Το περιφερειακό μήκος, το πάχος των στρωμάτων και των επιφανειών του οισοφάγου, καθώς και η γωνία ανοίγματος, μετρήθηκαν από τις ψηφιοποιημένες εικόνες. Οι μελέτες έδειξαν ότι χαρακτηριστικά, όπως το πάχος του μυϊκού χιτώνα και η γωνία ανοίγματος, μεταβάλλονται συναρτήσει της αξονικής θέσης και της ηλικίας, αντίστοιχα. Επίσης, παρατηρούνται παραμένουσες παραμορφώσεις τόσο στην εσωτερική περιφέρεια όσο και στην περιφέρεια διεπαφής στην ανοιχτή κατάσταση του άθικτου τοιχώματος οι οποίες προκύπτουν από θλιπτικές τάσεις, ενώ αντιθέτως, στην εξωτερική περιφέρεια οι παραμένουσες παραμορφώσεις προκύπτουν από εφελκυστικές τάσεις. Συνοψίζοντας, τα δεδομένα υποδεικνύουν σημαντικές αξονικές μεταβολές στις παθητικές μορφομετρικές και εμβιομηχανικές ιδιότητες του οισοφάγου, αποδεικνύοντας ότι αποτελεί μια σύνθετη δομή με στρώματα που παρουσιάζουν μη γραμμική και ανισοτροπική μηχανική συμπεριφορά.	el
heal.abstract	The esophagus undergoes significant axial strains during normal function (in vivo), and the state where there is no stress does not correspond to a closed cylinder, but rather to an open circular segment. When the cylinder is closed without any external forces applied, this state is referred to as the «no-load state», while the residual strain is the difference in strain between the no-load state and the «zero-stress state». To fully understand the physiological function and pathological conditions of the esophagus, it is essential to have knowledge of the distribution of axial strain, the zero-stress state, the stress-strain relationships of esophageal tissue, as well as the changes in these states and relationships that arise from the biological remodeling of the tissue under stress. This study represents an experimental investigation of the biomechanical characteristics of the human esophagus. After tissue removal and in an in vitro state, the esophagi were photographed and cut into rings (no-load state), which were then placed in dishes immersed in a calcium-free Kreb's solution. Subsequently, the rings were cut radially to achieve the zero-stress state in the intact wall and were then separated into their individual layers, isolating the muscular layer from the mucosal-submucosal layer. In each state, equilibrium was awaited for 30 minutes time and the specimens were re-photographed in the no-load and zero-stress states. The circumferential length, layer thicknesses, surface areas of the esophagus, and the opening angle were measured from the digitized images. The studies showed that characteristics such as the thickness of the muscular layer and the opening angle vary as a function according to axial position and age, respectively. Furthermore, residual strains observed both in the internal circumference and at the interface circumference in the open state of the intact wall, which result from compressive stresses, while conversely, the residual strains in the external circumference result from tensile stresses. In summary, the data indicate significant axial variations in the passive morphometric and biomechanical properties of the esophagus, demonstrating that it is a complex structure with layers exhibiting nonlinear and anisotropic mechanical behavior.	en
heal.advisorName	Μανόπουλος, Χρήστος	el
heal.advisorName	Manopoulos, Christos	en
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Αναγνωστόπουλος, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Riziotis, Vasilis	en
heal.committeeMemberName	Anagnostopoulos, John	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Βιορευστομηχανικής και Βιοϊατρικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	168 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false