【摘要】：目的:(1)建立豬膝關(guān)節(jié)半月板損傷模型,觀察內(nèi)側(cè)半月板后角損傷后半月板應(yīng)力分布變化情況(2)采用生物力學(xué)的方法,探究水平裂、縱裂、放射裂三種半月板損傷類型在不同膝關(guān)節(jié)屈曲角度、壓力載荷、循環(huán)次數(shù)影響條件作用下,半月板損傷進(jìn)展情況。方法:1.選取結(jié)構(gòu)完整的新鮮成年豬后肢膝關(guān)節(jié)進(jìn)行CT、MRI圖像掃描,將所得到的圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入mimics軟件,構(gòu)建膝關(guān)節(jié)骨性及半月板結(jié)構(gòu)的三維虛擬模型,模擬半月板受力情況,分析內(nèi)側(cè)半月板后角損傷后半月板受力變化情況以及標(biāo)本半月板破壞載荷的范圍。2.將9只新鮮成年豬后肢膝關(guān)節(jié)標(biāo)本內(nèi)側(cè)半月板后角制造成水平裂、縱裂、放射裂三種不同的損傷類型,損傷長度4mm,每種損傷類型各3例,將電液伺服疲勞測試機(jī)的壓力載荷設(shè)置成標(biāo)本半月板斷裂強(qiáng)度載荷20%40%60%三個(gè)水平進(jìn)行體外生物力學(xué)測試;循環(huán)次數(shù)設(shè)置成600次、1200次、2400次三個(gè)水平;標(biāo)本膝關(guān)節(jié)的屈曲固定角度分為30°、90°、120°三個(gè)水平;按照正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表格將標(biāo)本分為9組,觀察不同參數(shù)下,各組半月板裂痕擴(kuò)展情況,采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)資料的方差分析,比較其中的差異。結(jié)果:1.有限元試驗(yàn)結(jié)果在1046N載荷,標(biāo)本半月板最大應(yīng)力為19.668Mpa,半月板達(dá)到破壞的臨界載荷。2.生物力學(xué)研究結(jié)果表明半月板損傷類型對裂紋擴(kuò)展的影響最大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)前標(biāo)本比較,水平裂、縱裂、放射裂三種半月板損傷裂紋均有擴(kuò)展;其中水平裂損傷裂紋擴(kuò)展作用優(yōu)于縱裂、放射裂,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05);縱裂裂紋擴(kuò)展作用優(yōu)于放射裂。壓力載荷在400N時(shí)對裂紋擴(kuò)展的影響最大;隨著循環(huán)次數(shù)的增加,裂紋擴(kuò)展逐漸增大,增大的趨勢呈擴(kuò)大狀態(tài);在膝關(guān)節(jié)屈曲90°時(shí),半月板裂紋擴(kuò)展最大。結(jié)論:1.成功構(gòu)建豬膝關(guān)節(jié)三維有限元模型,為研究豬膝關(guān)節(jié)半月板損傷機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。2.豬膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)半月板后角損傷中水平裂最易擴(kuò)展,放射狀裂不易發(fā)生裂縫擴(kuò)展。
【學(xué)位授予單位】：南華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R684;R-332
【圖文】：

于建立 Mimics 中膝關(guān)節(jié)骨結(jié)構(gòu)三維模型的方法不適用于建立膝關(guān)節(jié)軟組織的三維模型。（6）使用膝關(guān)節(jié)線圈、采用 3.0T、脂肪抑制、層厚 1 mm、層距 0mm、梯度回波序列掃描膝關(guān)節(jié)矢狀面。將掃描得到數(shù)據(jù)刻錄到光盤中。將光盤中數(shù)據(jù)拷貝到個(gè)人計(jì)算機(jī)中，導(dǎo)入 Mimics 軟件，分別手動(dòng)選擇各圖層半月板、股骨、脛腓骨，與 CT 重建模型進(jìn)行匹配，重建下肢三維模型（如圖 1）。

圖 1 重建后半月板與脛骨圖 3 網(wǎng)格化后的模型（8）模型賦值：假設(shè)半月板為線彈性橫觀各向同性材料。其中橫軸方向和縱軸方向向彈性模量 Ex=Ez=20MPa，而長軸方向彈性模量 Ey=120MPa,橫軸方向和長軸

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本文編號(hào)：2717943