目的:通过对与人体气管组织结构与形态学相似的成年离体猪气管的残余应力、顶破强力、径向支撑、抗弯刚度、纵向拉伸、应力松弛及蠕变等生物力学指标进行测试,从而较全面地评价猪气管的生物力学特性,为人体气管生物力学性能的研究和组织工程人工气管支架生物力学的研究提供实验方法与依据。方法:1)分析成年离体猪气管各气管环膜部与软骨环部的张开角,评价猪气管的残余应力。2)应用气压法测量各成年离体猪气管环在内部加压时的破裂状态,评价气管的顶破强力。3)对长为50mm的猪气管试样横向上分别从前壁和侧壁两个方向加压使其压缩,评价其径向支撑性能。4)应用TY8000系列50-5000N伺服控制拉力试验机对长为80mm两组成年离体猪气管试样分别从前壁和侧壁中点施力,记录压至20mm时的压力,评价其抗弯刚度。5)将长为100mm的成年离体猪气管软骨环部与气管膜部分别进行纵向拉伸,绘制其应力-应变曲线,评价其应力-应变特性。6)将长为100mm的成年离体猪气管膜部拉伸至应变达到60﹪时,保持应变不变,记录应力随时间的变化;将长为100mm的成年离体猪气管软骨环部拉伸应变达到50﹪时,保持应变不变,记录应力随时间的变化。对实验所得数据用MATLAB软件拟合方程,分别评价猪气管软骨环部与气管膜部的应力-时间变化特点。7)将长为100mm的成年离体猪气管膜部拉伸测试,当应力2.5N时,保持应力不变,记录应变随时间的变化;将长为100mm的成年离体猪气管软骨环部拉伸,当应力20N时,保持应力不变,记录应变随时间的变化。对实验所得数据用MATLAB软件拟合方程,分别评价成年离体猪气管软骨环部与气管膜部蠕变特性。结果:1)膜部切开后气管环的张开角呈“C”形、大小约40°,变化不大;软骨环部切开后气管环的张开角呈“W”形,张开角较大,且变化较大,最小为38°、最大为215°;方差分析示:软骨环部切开组张开角组内差异大,膜部切开组组内差异小;t检验示:两组气管试样切开后张开角大小有显著统计学差异(P<0.01)。2)所有气管环破裂处均为气管膜部,试样破裂时所受的内部压力大小不一致,最大为202mmHg,最小为77mmHg,平均压力接近环状软骨为180mmHg,接近隆突为110mmHg。3)试样气管节段在被压缩50%时均未被压碎,撤去外力后恢复原状。气管横向水平压缩50%时最大压力为15.77N、最小为2.97N,气管横向垂直压缩50%时最大压力为20.12N、最小为3.70N。t检验显示:两组数据无显著统计学差异(P>0.05)。4)实验气管撤去外力后能恢复原状。气管前侧施压弯曲时最大压力为0.296N、最小为0.131N,气管侧侧施压弯曲时最大压力为0.254N、最小为0.150N,t检验显示:两组数据无显著统计学差异(P>0.05)。5)应力-应变曲线显示实验气管试样拉伸在50%应变范围内的应力很小,曲线较为平坦,当应变超过50%时,曲线较陡,当应力达到某一值时,曲线出现拐点,接着试样断裂。6)应力松弛实验的应力-时间曲线呈逐渐下降趋势,当应力、应变达到某一个值时,保持应变不变,应力不断减小,当应力减小到某一个值时,以这个值为渐近线而逐渐恒定。拟合所得方程曲线呈对数关系下降。7)蠕变实验的应变-时间曲线呈逐渐上升趋势,当应力、应变达到某一个值时,保持应力不变,应变不断增加,当应变一个值时,以这个值为渐近线而逐渐恒定。拟合所得方程曲线呈指数关系上升。结论:1)无载荷状态下的成年离体猪气管不是零应力状态,存在残余应力。气管膜部存在的残余应力比软骨环部大。各气管环膜部存在的残余应力从环状软骨到隆突逐渐增大,而气管各软骨环部存在的残余应力大小较一致。2)成年离体猪气管内壁受到压力时会破裂,破裂部位主要集中在气管膜部,且越接近气管隆突越易破裂。3)成年离体猪气管在管壁受到横向外力时,不易变形与破裂,且撤去外力后能恢复原状,具有良好的径向支撑性能。4)成年离体猪气管在受到外力时较易弯曲且弯曲时不易折断,具有较好的弯曲性能。5)成年离体猪气管的应力-应变关系不符合虎克定律,容易被拉伸而不易断裂。6)成年离体猪气管的软骨环部与气管膜部组织均具有应力松弛和蠕变特性,实验气管组织是黏弹性组织。