多功能纤维增强的水凝模仿人类声上层的微观结构和机制

科学领域:

• 生物材料科学 生物材料科学
• 组织工程是组织工程.
• 生物力学 生物力学

背景情况:

• 人类的声具有独特的振动机械特性,对发音至关重要,这源于它们复杂的纤维结构,特别是在lamina propria.
• 了解声微观结构和宏观机械特性之间的关系是有限的,需要多功能模型来捕捉它们的复杂性.
• 现有的物理模型往往缺乏完全复制声组织结构和声组织机械特征的能力.

研究的目的:

• 开发一种仿生模型,准确地复制人类声上层的机械行为.
• 为了研究微观结构变化的影响声灵感的水凝的机械性能.
• 通过模仿组织复杂性,为更好地了解语音产生机制提供一种工具.

主要方法:

• 使用双光子观测在人类声组织学中量化纤维分布,方向,宽度和体积分数.
• 使用喷射喷射的聚烯烯酸被浸在聚烯酸树脂/聚乙烯糖醇中,制造的聚合物纤维增强水凝.
• 描述了开发的水凝复合材料的结构,物理和机械性能.

主要成果:

• 开发的水凝复合材料成功地模仿了声上层的非线性,异构和粘弹性机械行为.
• 通过不同的水凝矩阵配方,纤维架构 (直径,方向,体积分数) 和组装过程来实现可定制的性能.
• 该模型考虑了在本地声组织中观察到的个体间和个体内变异.

结论:

• 开发的纤维增强的水凝作为人类声膜本身的可行的模仿模型.
• 该模型为进一步研究纤维网络微观结构对声学影响提供了一个平台.
• 这项研究促进了对声机制的理解,并为改善语音生产研究提供了潜力.