Erste Messungen der viskoelastischen Eigenschaften von humanen Linsenkernen verschiedenen Alters mittels dynamisch-mechanischer Analyse (DMA)

  • C. Meyer
  • B. Abele
  • F. Soergel
  • W. Pechhold
  • H. Laqua
Conference paper

Zusammenfassung

Wird ein viskoelastischer Körper (wie die Linse) durch eine äußere Kraft deformiert (wie bei der Akkommodation), so müssen sich verschiedene mikroskopische Strukturelemente umlagern, um eine makroskopische Gestaltänderung zu erreichen. Bei tieferen Frequenzen lagern sich größere Strukturelemente um, bei höheren Frequenzen kleinere. Bei Umlagerungen mit Rückstellkraft spricht man von einer Relaxation, bei solchen ohne von Fließen.

Mit Hilfe der dynamisch-mechanischen Analyse (DMA) können Relaxationsprozesse quantifiziert werden. Die DMA ist eine Standardmeßmethode zur quantitativen Charakterisierung der viskoelastischen Eigenschaften von Polymeren. Diese Methode wurde von uns bereits zur Charakterisierung von menschlicher Kornea und von Schweinelinsen eingesetzt. Bei jeder der untersuchten menschlichen Linsen traten im Frequenzbereich 1 mHz-1 kHz 3 deutlich voneinander getrennte Relaxationsprozesse auf.

Unsere ersten DMA-Untersuchungen an humanen Linsenkernen zeigten, daß die Meßwerte verläßlich reproduziert werden konnten und daß verschiedene Zustände (wie Cataracta incipiens und Cataracta provecta) deutlich unterscheidbare Schernachgiebigkeitsspektren liefern.

Summary

If a viscoelastic body (like the lens) is subjected to a deformation (as in the accommodation process), microscopic movements of structural elements are required to obtain a macroscopic change in shape. Larger structural elements perform their paraelastic interchanges of sites at lower frequencies, while smaller structural elements move at higher frequencies. Microscopic movements with a restoring force are called relaxation, those without a restoring force are called flow. By means of dynamic mechanical analysis (DMA), relaxation processes can be quantified. DMA is a standard measuring method for the quantitative characterization of the viscoelastic properties of polymers. Prior to this investigation we had made use of DMA for the characterization of human corneal tissue and of porcine lens. The shear compliance spectrum of each human lens examined so far revealed three distinct relaxation processes in the frequency range 1 mHz to 1000 Hz. Our investigations in porcine and human lens revealed DMA to be capable of quantifying the viscoelastic properties of lens. The reproducibility and the reliability of the data could be proved. Different states of human lens (such as Cataracta incipiens and Cataracta provecta) yielded significantly different shear compliance spectra.

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Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998

Authors and Affiliations

  • C. Meyer
  • B. Abele
  • F. Soergel
  • W. Pechhold
  • H. Laqua

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