矩形微缺损关节软骨在压缩载荷下损伤演化的数值分析

• 作者: 伏虎 叶金铎 张春秋 蒋彦龙 门玉涛 陈玲
• 来源期刊: 医用生物力学
• 学科: 医学
• 关键词: 微缺损 软骨 损伤演化 压缩载荷 损伤准则 有限元分析
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 130-136
• 页数: 7页
• 分类号: R318.01
• 字数: 4885字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16156/j.1004-7220.2017.02.005

摘要

目的 研究软骨在压缩载荷作用下的损伤扩展行为和演变机制.方法 采用有限元方法建立微缺损的纤维增强多孔弹性的软骨模型,对压缩载荷作用下损伤演化过程进行模拟和参数研究,获得不同损伤扩展阶段软骨基体和纤维的应力、应变分布规律.结果 软骨损伤表层和损伤前沿的应变随压缩量的增大而显著增大,两者呈明显的正相关性;在软骨演化过程中同时存在向深层和左右两侧扩展的趋势;软骨中的裂纹和损伤优先沿着纤维切线方向延伸,随着损伤的加剧,软骨横向扩展度明显快于纵向扩展速度.结论 软骨损伤演化过程与纤维的分布有着密切的关系,基质和纤维的损伤相互促进,骨演化速度和程度在不同层区和不同阶段存在变化.研究结果可为软骨创伤性退变的预测及修复提供定性的参考,为临床解释损伤退变病理现象和治疗提供理论依据.