摘要：目的研究胶原纤维束对软骨力学性能的影响,为临床医生指导早期软骨损伤患者的康复运动提供参考。方法建立一种纤维增强的多孔黏弹性二维数值模型,考虑纤维分布、弹性模量、孔隙率和渗透率随软骨深度的变化关系。研究纤维束局部断裂和从表面渐进断裂以及纤维束尺寸对软骨力学性能的影响,获得软骨基质的最大主应变。结果基质的最大主应变出现在软骨中层靠上某个位置,此位置不受纤维断裂模式和纤维束尺寸的影响。含较粗纤维束软骨的应变降低。结论软骨中层易发生力学损伤,纤维束增粗可以降低基质的最大主应变,一旦纤维束发生断裂,较粗纤维束的软骨的基质最大主应变更大,使软骨更易发生损伤演化情况。

摘要：从关节软骨的细观结构出发,建立纤维增强多孔黏弹性关节软骨二维细观模型,模型考虑了纤维和基质随软骨深度变化的力学参数,通过数值计算研究了由关节软骨内部纤维损伤引起基质损伤演化的力学规律。结果显示,在滚压载荷作用下软骨的中层承受应力最大,最容易在中层开始出现损伤演化,随着施加载荷的次数不断增加,损伤首先从中层纤维开始,不断往软骨表层延伸大体呈大"V"字形分布。此研究结果可以阐述软骨损伤演化的力学机制,为软骨疾病的防治提供参考数据。