DOI: 10.12307/2025.499
不同年龄阶段膝关节有限元计算模型的材料特性分析
陈静1
张楠2
孟庆华1
鲍春雨2
1.天津体育学院体育经济管理学院,天津市 3016172.天津体育学院社会体育学院,天津市 301617
摘要：背景:有限元计算模型作为一种重要的工程分析技术已被广泛应用于生物工程研究的各个领域,然而,很少有文献介绍不同年龄阶段膝关节有限元计算模型每个解剖结构的材料性能,以满足不同的研究目的.
目的:在前人膝关节有限元研究的基础上,总结不同年龄阶段膝关节有限元计算模型的材料特性.
方法:英文检索词为"Knee,finite element,material selection,ligament injury,osteoarthritis,elderly,children,young people"等,中文检索词为"膝关节,有限元,材料选择,韧带损伤,骨关节炎,老年人,儿童,年轻人"等,分别检索中国知网、PubMed数据库,文献检索时限为1950-2024年,就纳入与排除标准,最终纳入108篇文献进行归纳总结.
结果与结论:儿童膝关节骨密度会随着年龄的增长而增加,在成年后达到峰值.中年到老年阶段,膝关节股骨、胫骨、腓骨、髌骨的弹性模量会随着年龄的增加而降低,进而回归到儿童时期的弹性模量.儿童与成年人软骨的弹性模量基本一致,而老年人的软骨弹性模量增大.随着年龄的增长,膝关节韧带的弹性模量会出现一定程度降低,但年轻人与老年人膝关节韧带的弹性模量无显著差异.随着年龄的增长,膝关节半月板机械完整性的丧失会损害组织的生物力学功能,扰乱组织有效承载和传递的各向异性生物力学响应.膝关节有限元建模可以深入了解膝关节的生物力学特性,开发新的植入材料、预测膝关节疾病、改进手术技术,并指导患者康复锻炼.
关键词：膝关节有限元计算模型材料特性不同年龄段弹性模量工程化材料
分类号：R459.9(治疗学)R318.08(医用一般科学)R-1(现状与发展)
论文发表日期：2025-12-01
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：7( 7369-7375 )
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