压缩载荷下微缺损关节软骨流体场变化的数值分析
李晓明
门玉涛
张春秋
1.天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室,天津市 300384;天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心,天津市 3003842.天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室,天津市 300384;天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心,天津市 3003843.天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室,天津市 300384;天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心,天津市 300384
摘要：背景:长久以来关节软骨的力学研究以固相的变形为重心,间质流动的研究相对较少,而间质流动是维持软骨正常力学行为和生理功能的核心机制.目的:研究压缩载荷作用下微缺损关节软骨流体场的变化规律,为软骨损伤力学机制的完善提供理论依据.方法:建立微缺损的纤维增强多孔黏弹性的二维关节软骨数值模型,对压缩载荷作用下间质流动过程进行模拟和参数研究,获得微缺损关节软骨的流体场分布变化规律.结果与结论:压缩载荷下,缺损部位两侧底角处间质液压的增大,会增大此处的承载能力,阻止损伤向深处扩展,而缺损两侧间质液压的减小以及该处间质流动的加快,会促进缺损向两侧扩展;此外由于缺损部位两侧底角处的应力集中处与四周存在间质液压差,会使得缺损部位的间质液以应力集中处为中心向四周流动.此研究结果表明损伤软骨具有自我调节能力,能够延缓损伤加剧.
关键词：压缩载荷微缺损关节软骨间质流动间质液压流体场数值模拟组织构建
分类号：R318(医用一般科学)
资助基金：国家自然科学基金(11402171)国家自然科学基金(11672208)国家自然科学基金(11432016)国家自然科学基金(81741141)
论文发表日期：2018-01-01
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：6( 5117-5122 )
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