Μέθοδος διακεκριμένης ανάλυσης της χρονικά εξαρτώμενης και χρονικά ανεξάρτητης μηχανικής απόκρισης των ιξωδοελαστικών βιολογικών υλικών: Εφαρμογές στη διάγνωση των διαταραχών της κερατινοποίησης

Abstract

In this doctoral thesis an analytical model and a computerized experimental system, are presented by means of which, the separate analysis of time-dependent and time-independent components of viscoelastic biological materials can be performed. This is done through a continuous succession of uniaxial stretching steps, each of which is characterized by an almost instantaneous strain of 1% and a relatively long relaxation phase. This procedure permits the sectional linearization of the non-linear viscoelastic behaviour and the separate estimation of the viscous and elastic response in each step. The sum of these responses determines the curves which depends on the structure of the time dependent and time independent components. New mechanical parameters can be delined and estimated from these data characterizing the structural substratum. This method applies to keratin of human hair and using these parameters the influence of aging androgenetic alopecia psoriasis kinky and trichothiodystrophy to the morphological and microstructural features of the specimen are investigated. The sensitivity and speciticity of the aformentioned parameters to status alterations of the specimen determines their importance as diagnostic markers.

Στη διδακτορική αυτή διατριβή παρουσιάζεται ένα αναλυτικό μοντέλο και ένα υπολογιστικό πειραματικό σύστημα, μέσω των οποίων είναι δυνατή η διακεκριμένη ανάλυση της χρονικής εξαρτώμενης και χρονικά ανεξάρτητης συνιστώσας των ιξωδοελαστικών βιολογικών υλικών. Αυτό γίνεται μέσω μιας συνεχούς ακολουθίας διαξονικών βηματικών καταπονήσεων οι οποίες χαρακτηρίζονται από μία σχεδόν ακαριαία παραμόρφωση κατά 1% και μία μεγάλη σχετικά φάση χαλάρωσης. Η διαδικασία αυτή επιτρέπει την κατά τμήματα γραμμικοποίηση της μη γραμμικής ιξωδοελαστικής συμπεριφοράς και τον διακεκριμένο προσδιορισμό σε κάθε βήμα της ελαστικής και της ιξώδους απόκρισης. Από το άθροισμα των αποκρίσεων αυτών προσδιορίζονται καμπύλες οι οποίες εξαρτώνται από τη δομή της χρονικά εξαρτώμενης και χρονικά ανεξάρτητης συνιστώσας του υλικού. Από τα δεδομένα αυτά , ορίζονται και υπολογίζονται νέες μηχανικές παράμετροι που χαρακτηρίζουν το δομικό υπόστρωμα. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται στην κεράτινη της ανθρώπινης τρίχας και χρησιμοποιώντας τις νέες παραμέτρους αυτές διερευνάται η επίδραση της ηλικίας, της ανδρογενετικής αλωπεκίας της ψωρίασης της βοστρύχωσης και της τριχοθειοδυστροφίας στα μορφολογικά και μικροδομικά χαρακτηριστικά του δοκιμίου. Η ευαισθησία και η ειδικότητα των προαναφερθέντων παραμέτρων στις μεταβολές της κατάστασης του δοκιμίου καθορίζει την διαγνωστική τους σπουδαιότητα.