基于有限元法分析钙化软骨层的生物力学作用
陈凯宁1
叶青1
农明善1
罗柳宁1
杨幸1
陈诚2
王富友2
1.武警广西总队医院骨科,广西壮族自治区南宁市,5300032.陆军军医大学(第三军医大学)西南医院关节外科,重庆市,400038
摘要：背景:钙化软骨层为柔软的透明软骨与坚硬的软骨下骨能够稳定连接提供了重要保障.但目前对钙化软骨层在此中发挥的生物力学作用并不十分清楚.目的:利用有限元分析技术探讨钙化软骨层的生物力学作用.方法:自愿捐赠的人体正常股骨髁标本1个,依据仿生学原理,构建骨软骨复合组织的三维有限元模型.该模型包含透明软骨、钙化软骨层和软骨下骨3层结构.对模型分别施加压缩载荷(0.5-3.0 MPa)与剪切载荷(0.1-0.5 MPa),分析3层结构的应力分布情况.结果与结论:①在压缩与剪切载荷作用下,透明软骨的应力峰值范围分别为0.15-0.86 MPa与0.58-0.74 MPa,钙化软骨层的应力峰值范围分别为0.33-1.91 MPa与1.27-1.62 MPa,软骨下骨的应力峰值范围分别为0.55-3.22 MPa与2.36-2.98 MPa;②有限元分析法通过钙化软骨层的应力分布特征揭示了其生物力学作用,即介导负荷以逐级递增方式从透明软骨传至软骨下骨,使负荷在骨软骨复合组织的3层结构中得以顺利传递.
关键词：透明软骨钙化软骨层软骨下骨有限元分析软骨生物力学数字化骨科
分类号：R466(临床医学)
资助基金：国家自然科学基金(81271981)广西自然科学基金(2015GXNSFAA139168)
论文发表日期：2019-01-01
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( 545-550 )
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