發(fā)布時(shí)間：2018-03-02 18:43

  本文選題：關(guān)節(jié)軟骨缺損　切入點(diǎn)：結(jié)合面　出處：《天津理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：關(guān)節(jié)軟骨缺損已經(jīng)成為臨床上較為常見的疾病,有較高的發(fā)病率,不及時(shí)治療可能會(huì)使缺損繼續(xù)擴(kuò)大,最后導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎癥,關(guān)節(jié)不能運(yùn)動(dòng),甚至殘疾,給患者帶來(lái)極大的痛苦。由于軟骨組織工程能夠提高軟骨植入修復(fù)質(zhì)量并能保持較長(zhǎng)的修復(fù)效果,成為了臨床醫(yī)學(xué)的研究熱點(diǎn)。然而,若是植入的組織工程軟骨沒有整合或者部分整合到宿主軟骨,這將改變膝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)環(huán)境,導(dǎo)致修復(fù)區(qū)域的力學(xué)狀態(tài)出現(xiàn)問題,可能直接損傷細(xì)胞或影響軟骨細(xì)胞基質(zhì)的正常生成,阻礙軟骨缺陷部位的再生,最后導(dǎo)致移植失敗。所以研究缺損軟骨修復(fù)過程中整合區(qū)域的力學(xué)環(huán)境并確定適宜整合的人工軟骨是非常重要的。本文有限元模擬部分建立ABAQUS的固液相的二維有限元模型,包括軟骨的多孔及黏彈性特征、不同層區(qū)的不同材料屬性等。由模擬結(jié)果對(duì)比分析不同材料屬性的人工軟骨、不同壓縮量以及有無(wú)整合對(duì)修復(fù)區(qū)域力學(xué)狀態(tài)的影響。實(shí)驗(yàn)部分制作了缺損軟骨和人造人工軟骨,并放置在力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行壓縮加載實(shí)驗(yàn),通過CCD相機(jī)捕捉圖像并分析數(shù)據(jù),研究有無(wú)整合和壓縮量對(duì)于修復(fù)區(qū)域應(yīng)變分布的影響。由結(jié)果顯示結(jié)合面有整合對(duì)比無(wú)整合有較好的力學(xué)環(huán)境。在無(wú)整合時(shí)結(jié)合面出現(xiàn)了開裂,結(jié)合面兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑移,孔隙壓力略高,開裂處出現(xiàn)流速過快等現(xiàn)象。且表層的相對(duì)滑移最大,宿主軟骨在和人工軟骨結(jié)合的區(qū)域發(fā)生了應(yīng)力集中。人工軟骨彈性模量過高或者過低都不適合移植,與宿主軟骨中層相近時(shí)擁有較好的力學(xué)性能。壓縮量的增加對(duì)結(jié)合面的影響最大,加劇了結(jié)合面的應(yīng)力集中和開裂等現(xiàn)象,也不利于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的相互傳送。臨床治療中盡量選擇與宿主軟骨相近性能的人工軟骨進(jìn)行移植修復(fù),并且在移植后避免做過于劇烈的運(yùn)動(dòng)。由于軟骨缺損修復(fù)的過程中修復(fù)區(qū)域的力學(xué)狀態(tài)將影響修復(fù)結(jié)果,結(jié)合面整合狀態(tài)的力學(xué)狀態(tài)差異較大,臨床修復(fù)應(yīng)關(guān)注此方面問題。
[Abstract]:Articular cartilage defect has become a common disease in clinic, and has a high incidence. If not treated in time, the defect may continue to expand, resulting in inflammation of bone and joint, joint immobility, or even disability. Because cartilage tissue engineering can improve the quality of cartilage implantation and maintain a long repair effect, it has become a hot spot in clinical medicine. If the implanted tissue engineered cartilage is not integrated or partially integrated into the host cartilage, it will change the biomechanical environment of the knee joint and cause problems in the mechanical state of the repaired area. It may directly damage the cells or affect the normal formation of chondrocyte matrix, and hinder the regeneration of cartilage defects. So it is very important to study the mechanical environment of the integrated region and determine the suitable artificial cartilage during the repair of defect cartilage. The finite element simulation part of this paper establishes the two-dimensional finite element model of solid and liquid phase of ABAQUS. Including the porous and viscoelastic characteristics of cartilage, different material properties of different layers, and so on. The effect of different compression and integration on the mechanical state of the repaired region. In the experimental part, the defective cartilage and artificial artificial cartilage were made and placed on a mechanical testing machine for compression and loading experiments. The images were captured and the data were analyzed by CCD camera. The effect of consolidation and compression on the strain distribution in the repaired region is studied. The results show that there is a better mechanical environment for the bond surface to be integrated than for the unconformity. When there is no conformity, the joint surface cracks, and the two sides of the bonding surface will produce relative slippage. The pore pressure is slightly higher, the flow velocity is too fast at the crack, and the relative slip of the surface layer is the largest, and the stress concentration occurs in the area where the host cartilage binds to the artificial cartilage. Too high or too low elastic modulus of artificial cartilage is not suitable for transplantation. When it is close to the middle layer of the host cartilage, it has better mechanical properties. The increase of compression has the greatest effect on the bonding surface, which exacerbates the stress concentration and cracking of the bonding surface. It is also not conducive to the transfer of nutrients. In clinical treatment, artificial cartilage with similar properties to the host cartilage is selected for transplantation and repair. Because the mechanical state of the repair area will affect the repair result, the mechanical state of the conjunctive plane integration state is quite different, the clinical repair should pay attention to this problem.
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB115;R681.3

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本文編號(hào)：1557719