DOI: 10.12307/2024.017
不同力学条件下兔髌骨髌腱及腱止点的有限元建模及力学分析
王黎
王博
北京体育大学,北京市 100084
摘要：背景:髌腱末端病中髌骨髌腱结合部是损伤的高发区域.兔髌骨髌腱损伤模型是常用动物实验研究对象,目前对损伤机制和造模方法的应力分析尚不全面.
目的:在过往组织学和力学测量的基础上,对兔整个髌骨、髌骨髌腱结合区和股四髌腱止点结合区进行扫描建模,分析其应力变化特点,探讨不同运动形式对髌腱退行性变的潜在影响,为损伤预防以及动物模型建立提供理论依据.
方法:以成年健康雌性新西兰大白兔左侧膝关节的髌骨和两端肌腱为实验对象,取材处理后经Micro-CT扫描,Mimics、Geomagic Studio、SolidWorks等软件建模,应用Ansys Workbench进行有限元分析.分析不同加载条件下(载荷大小和方向改变,不同动作模式)目标区域的等效位移、应力、应变情况.
结果与结论:①载荷方向改变影响趋势和数值变化,载荷大小改变影响数值变化;②与其他区域相比,髌腱腱止点处应力集中较明显,应变值最低;③在髌腱腱止点处,外翻比内翻、内旋比外旋产生更大的应力集中;④提示膝关节屈伸运动中所产生的应力集中和应力屏蔽效应是导致髌腱腱止点损伤的主要原因;内旋和外翻状态的应力同时是导致损伤的潜在因素,有待进一步研究;以跳跃、跑动状态建立动物模型更加符合运动损伤特点.
关键词：腱病损伤造模有限元分析应力动物模型
分类号：R459.9(治疗学)R318(医用一般科学)O242.21(计算数学)
论文发表日期：2024-04-21
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：8( 1829-1836 )
英文信息