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Rheologica Acta

, Volume 10, Issue 1, pp 71–76 | Cite as

Dynamic mechanical testing of living skin

  • J. B. Finlay
  • I. A. Brown
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Summary

There are no well established methods for the measurement of mechanical properties of living human skin. Thus the optimisation of the design in many of the procedures of reconstructive surgery is not achieved. There are also no objective methods for assessing the mechanical behaviour of skin and allied tissues during the treatment of rheumatic and other similar diseases. A method was developed to aid the study of these superficial tissues in the range of displacement and velocity encountered in life. The equipment incorporates a brushless d.c. torque motor with proportional plus derivative position feedback. This arrangement facilitates accurate analysis of the torque response of the human skin when subjected to various types of positioning input. Preliminary studies have been conducted using sinusoidal, trapezoidal and square wave displacement functions.

The mechanical phenomena encountered bothin vivo andin vitro on the same skin sample under identical surface boundary conditions illustrate changes in tissue behaviour occurring after excision. The associated microarchitectural changes have been examined using a scanning electron microscope.

Keywords

Torque Human Skin Torque Motor Surface Boundary Condition Position Feedback 
These keywords were added by machine and not by the authors. This process is experimental and the keywords may be updated as the learning algorithm improves.

Zusammenfassung

Es gibt keine gut begründeten Methoden zur Messung der mechanischen Eigenschaften lebender menschlicher Haut. Daher ist das optimale Vorgehen bei vielen Verfahren der Wiederherstellungschirurgie noch nicht erreicht worden. Ebenso existieren keine objektiven Methoden zur Abschätzung des mechanischen Verhaltens von Haut und verwandten Geweben während der Behandlung von rheumatischen oder ähnlichen Erkrankungen. Es wurde eine Methode zur Untersuchung dieser Oberflächengewebe in Verschiebungs- und Geschwindigkeitsbereichen, wie sie im Leben vorkommen, entwickelt. Die Apparatur besteht aus einem bürstenlosen Gleichstrommotor konstanten Drehmoments mit proportionaler und geschwindigkeitsabhängiger Lagerrückführung. Dieser Aufbau erleichtert die genaue Analyse der Torsionskraftempfindlichkeit menschlicher Haut, wenn diese verschiedenen Arten von Lageeingaben ausgesetzt wird. Vorläufige Untersuchungen wurden unter Benutzung von sinus-, trapez- und rechteckförmigen Wegfunktionen durchgeführt.

Die mechanischen Erscheinungen, denen manin vivo undin vitro an der gleichen Hautprobe bei identischen Grenzflächeneigenschaften der Oberfläche begegnet, verdeutlichen die Veränderungen der Gewebeeigenschaften, die nach einer Exzision auftreten. Die begleitenden Veränderungen der Mikroarchitektur wurden mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops untersucht.

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Copyright information

© Dr. Dietrich Steinkopff Verlag 1971

Authors and Affiliations

  • J. B. Finlay
    • 1
  • I. A. Brown
    • 1
  1. 1.Bio-engineering UnitUniversity of StrathclydeGlasgowScotland

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