压缩载荷下微缺损关节软骨流体场变化的数值分析

作     者：李晓明 门玉涛 张春秋 Li Xiao-ming;Men Yu-tao;Zhang Chun-qiu

作者机构：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 

基　　金：国家自然科学基金(11402171 11672208 11432016 81741141) 

出 版 物：《中国组织工程研究》 (Chinese Journal of Tissue Engineering Research)

年 卷 期：2018年第22卷第32期

页      码：5117-5122页

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。

主 题 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 软骨,关节 流体力学 计算机模拟 组织工程 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 0836[0836] 

D　O　I：10.3969/j.issn.2095-4344.0387

馆 藏 号：203368633...