水对骨组织生物摩擦学损伤多尺度的有限元分析

• 作者: 何泽栋 李科 翁杰 赵婧 陈亮宇
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 骨科植入物 数字化骨科 骨组织 水 有限元分析 损伤 国家自然科学基金
• 年，卷（期）: 2017,（7）
• 所属期刊栏目: 骨关节生物力学
• 页码范围: 1041-1045
• 页数: 5页
• 分类号: R318
• 字数: 4354字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2017.07.011

摘要

背景:骨组织是人体含水量较低的组织,很多研究报道了力学性能与水含量的关系,但水含量对骨组织生物摩擦学行为的研究却鲜见报道,且多为实验研究.目的:建立多尺度数值模型,探索水分对骨组织摩擦学行为的影响和损伤机制.方法:骨组织干燥处理后进行纳米压痕、往复滑动摩擦和冲击磨损实验,并建立以球-平面接触的多尺度有限元模型.结果与结论:干燥降低了骨组织黏弹性,在外载下表现出不同的损伤机制,摩擦学性能明显下降.数值分析表明:高载荷条件下,哈佛氏管、同心骨板及间骨板均存在高应力状态,易引发裂纹萌生和磨损剥落.在细观尺度下,干燥削弱了应力的吸收和打断作用,有利于孔隙裂纹延伸.在微观尺度下,骨小管和骨陷窝结构的高应力梯度是组织损伤的重要原因.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	翁杰	西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室	84	349	11.0	15.0
2	赵婧	西南交通大学机械工程学院	10	5	1.0	2.0
3	陈亮宇	西南交通大学机械工程学院	2	0	0.0	0.0
4	何泽栋	西南交通大学机械工程学院	3	0	0.0	0.0
5	李科	西南交通大学机械工程学院	4	17	1.0	4.0