水对骨组织生物摩擦学损伤多尺度的有限元分析
何泽栋1
赵婧1
陈亮宇1
李科1
翁杰2
1.西南交通大学机械工程学院,四川省成都市,6100312.西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室,四川省成都市,610031
摘要：背景:骨组织是人体含水量较低的组织,很多研究报道了力学性能与水含量的关系,但水含量对骨组织生物摩擦学行为的研究却鲜见报道,且多为实验研究.目的:建立多尺度数值模型,探索水分对骨组织摩擦学行为的影响和损伤机制.方法:骨组织干燥处理后进行纳米压痕、往复滑动摩擦和冲击磨损实验,并建立以球-平面接触的多尺度有限元模型.结果与结论:干燥降低了骨组织黏弹性,在外载下表现出不同的损伤机制,摩擦学性能明显下降.数值分析表明:高载荷条件下,哈佛氏管、同心骨板及间骨板均存在高应力状态,易引发裂纹萌生和磨损剥落.在细观尺度下,干燥削弱了应力的吸收和打断作用,有利于孔隙裂纹延伸.在微观尺度下,骨小管和骨陷窝结构的高应力梯度是组织损伤的重要原因.
关键词：骨科植入物数字化骨科骨组织水有限元分析损伤国家自然科学基金
分类号：R318(医用一般科学)
论文发表日期：2017-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：5( 1041-1045 )
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