摘要：应用有限元软件COMSOL建立关节软骨固液双相模型和细胞微观模型,跨尺度研究在生理载荷作用下不同弹性模量的人工软骨修复缺损时,宿主软骨各层细胞的力学环境和液相流场。模拟结果表明,均一弹性模量的人工软骨对不同层区细胞微环境的影响规律不同。随着人工软骨弹性模量增大,浅表层、中间层细胞应力增大,深层细胞应力减小。人工软骨植入改变了中间层、底层软骨的流场方向和营养供给方式,可能会造成软骨细胞营养供应障碍。上述影响可造成修复结果不确定。通过对跨尺度软骨细胞有限元模型进行仿真分析,可定量地评价宿主软骨各层细胞的力学环境,有助于更准确地评估软骨缺损修复的临床效果。

摘要：目的将正常腰椎、腰椎退变和腰椎融合相结合,全面分析它们之间的生物力学关系。方法建立正常腰椎(L3~S1)有限元模型,并对其进行验证。然后通过改变正常腰椎模型的几何形态(椎间隙高度,前缘骨赘尺寸,椎间盘面积)以及退化节段的重要组织(髓核、纤维环基质和终板)的材料属性,建立3种腰椎退变模型(轻度、中度和重度),其中L4~5为退变节段。