关节软骨微元流动电势的数值分析

• 作者: 门玉涛 赵忠海 张春秋
• 来源期刊: 医用生物力学
• 学科: 医学
• 关键词: 关节软骨 双电层 软骨微元 流动电势 数值计算
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 论著|Original Articles
• 页码范围: 33-39
• 页数: 7页
• 分类号: R318.01
• 语种: 中文
• DOI: 10.16156/j.1004-7220.2022.01.005

摘要

目的 了解由间质液流动而产生的流动电势在关节软骨中的分布规律,获得一定的软骨电特性.方法 将流体控制方程与静电理论结合,建立软骨二维微元模型,通过有限元法计算在一定压力下微元内产生的稳态流动电势.结果 在长度为5 μm处关节软骨微孔隙模型中的流动电势约为38.4 μV,外压和Zeta电势对软骨模型的流动电势影响比较大,并且呈线性增长的关系.流动电势随离子数浓度的增加而减小,但浓度对软骨流动电势影响有所不同.当离子数浓度较低时,流动电势对离子数浓度依赖较大;当离子数浓度较高时,离子数浓度对流动电势的影响很小.结论 研究结果为利用电流、电场、电磁场刺激等方法对软骨细胞的分化增殖、关节软骨疾病防治和治疗、组织工程化软骨研制以及关节软骨损伤修复提供重要的理论依据.