【摘要】：目的采用不同加載速率對關(guān)節(jié)軟骨進(jìn)行非圍限壓縮試驗,探究其不同層區(qū)的率相關(guān)性能。方法采用新鮮豬關(guān)節(jié)軟骨作為研究對象,結(jié)合非接觸式數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù),測試不同加載率下軟骨不同層區(qū)的力學(xué)性能。結(jié)果在恒定加載率作用下,取相同壓縮應(yīng)力時,軟骨淺表層的壓縮應(yīng)變最大,深層區(qū)壓縮應(yīng)變最小,中間層壓縮應(yīng)變鑒于表層與深層之間;沿軟骨厚度方向,從淺表層到深層,軟骨的泊松比逐漸增大;不同加載率作用下,軟骨的壓縮應(yīng)力-應(yīng)變曲線不重合,說明關(guān)節(jié)軟骨的壓縮力學(xué)性能具有率相關(guān)性;隨著加載速率的增大,軟骨的彈性模量呈增大的趨勢;取相同壓縮應(yīng)力時,加載率越大,不同層區(qū)的壓縮應(yīng)變都減小。結(jié)論關(guān)節(jié)軟骨沿厚度方向,從淺表層到深層的壓縮應(yīng)變逐漸減小,泊松比逐漸增大,軟骨不同層區(qū)的力學(xué)性能具有率相關(guān)性。實驗研究可為臨床軟骨疾病預(yù)防、治療提供理論依據(jù),同時對人工軟骨力學(xué)評價具有重要意義。
[Abstract]:Objective to investigate the rate-dependent properties of articular cartilage under different loading rates. Methods using fresh porcine articular cartilage as research object, the mechanical properties of different layers of cartilage under different loading rates were measured with non-contact digital image correlation technique. Results under the constant loading rate, the compressive strain of the shallow layer of cartilage was the largest, and the compression strain of the deep layer was the least when the same compressive stress was taken. The compression strain of the intermediate layer was between the surface and the deep layer. Along the direction of cartilage thickness, the Poisson's ratio of cartilage increases gradually from shallow surface to deep layer, the compression stress-strain curve of articular cartilage does not coincide under different loading rates, which indicates that the compressive mechanical properties of articular cartilage are rate-dependent. The elastic modulus of cartilage increases with the increase of loading rate, and the compression strain of different layers decreases with the increase of loading rate. Conclusion the compressive strain and Poisson's ratio of articular cartilage decrease gradually from shallow surface to deep layer along the thickness direction, and the mechanical properties of different layers of cartilage have a rate-dependent relationship. The experimental study can provide theoretical basis for the prevention and treatment of clinical cartilage diseases, and it is of great significance for the evaluation of artificial cartilage mechanics.
【作者單位】： 天津理工大學(xué)機械工程學(xué)院 天津市復(fù)雜系統(tǒng)控制理論及應(yīng)用重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(31000422,10872147,11172208)
【分類號】：R318.01

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 晏丹;周廣東;曹誼林;;關(guān)節(jié)軟骨生化結(jié)構(gòu)及其與力學(xué)性能關(guān)系研究進(jìn)展[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版);2009年03期

2 董啟榕,王以進(jìn),鄭祖根;關(guān)節(jié)軟骨的生物力學(xué)特性研究[J];蘇州醫(yī)學(xué)院學(xué)報;1999年03期

3 孟維春,董啟榕;關(guān)節(jié)軟骨壓縮特性的實驗研究[J];醫(yī)用生物力學(xué);2003年01期

4 吳幾愷，張均一，梁路光，，謝絳利，姚樹仁;關(guān)節(jié)軟骨粘彈性的實驗研究[J];中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志;1995年03期

5 那鍵;劉藝;馬克勇;劉旭東;蔣勝波;吳建;姚力;谷貴山;;老年性骨關(guān)節(jié)炎的分子生物學(xué)機制及治療展望[J];中國老年學(xué)雜志;2010年20期

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郝智秀;冷慧杰;曲傳詠;萬超;;骨與膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)行為研究[J];固體力學(xué)學(xué)報;2010年06期

2 董江峰;于杰;陳維毅;;力學(xué)刺激對關(guān)節(jié)軟骨基質(zhì)代謝的影響[J];國際骨科學(xué)雜志;2006年06期

3 王序全,李起鴻;機械應(yīng)力異常與關(guān)節(jié)軟骨退變[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊;1999年02期

4 錢善華;劉利國;倪自豐;葛世榮;靳忠民;;加載速率對關(guān)節(jié)軟骨變形特性影響的研究[J];工程力學(xué);2013年12期

5 黃榮瑛;許勇剛;胡磊;徐強;;脛股關(guān)節(jié)接觸特性及含前交叉韌帶重建隧道軟骨應(yīng)力仿真研究[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2010年05期

6 ;Effects of Plasma Nitriding on Microstructure and Tribological Properties of CoCrMo Alloy Implant Materials[J];Journal of Bionic Engineering;2010年04期

7 陳詠梅;董坤;劉振齊;徐峰;;高強度雙網(wǎng)絡(luò)高分子水凝膠:性能、進(jìn)展及展望[J];中國科學(xué):技術(shù)科學(xué);2012年08期

8 田甜;章慶國;;力學(xué)因素在體外構(gòu)建組織工程化軟骨中的應(yīng)用[J];中國美容醫(yī)學(xué);2009年03期

9 錢善華;劉利國;倪自豐;葛世榮;;兩種潤滑介質(zhì)下關(guān)節(jié)軟骨摩擦行為的對比研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報;2013年05期

10 毛洪剛;;關(guān)節(jié)軟骨的功能特征及治療關(guān)節(jié)軟骨缺損的研究進(jìn)展[J];臨床合理用藥雜志;2012年09期

相關(guān)會議論文 前1條

1 高麗蘭;張春秋;;非圍限壓縮載荷作用下關(guān)節(jié)軟骨的力學(xué)行為研究[A];力學(xué)與工程應(yīng)用[C];2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李學(xué)川;先天性小耳殘耳軟骨中Ⅱ型膠原和彈性蛋白的表達(dá)及生物力學(xué)研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2006年

2 吳拓江;不對稱性頜間牽引對成年SD大鼠顳下頜關(guān)節(jié)軟骨和軟骨下骨的作用[D];四川大學(xué);2006年

3 吳燕;分子組裝法配合物凝膠的制備與特性研究[D];天津大學(xué);2004年

4 吳剛;聚合物基仿生人工軟骨材料的制備與摩擦學(xué)性能研究[D];上海交通大學(xué);2007年

5 楊慶華;不同年齡組肋軟骨生物力學(xué)性能及在耳郭再造術(shù)中的意義[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2006年

6 馬益民;應(yīng)用周期性應(yīng)力場培養(yǎng)系統(tǒng)構(gòu)建組織工程軟骨的實驗研究[D];南京醫(yī)科大學(xué);2008年

7 潘育松;n-HA/PVA凝膠關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)材料制備與性能研究[D];南京理工大學(xué);2008年

8 姜海波;人體下肢關(guān)節(jié)系統(tǒng)的生物力學(xué)行為研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2008年

9 錢善華;天然關(guān)節(jié)軟骨的摩擦行為研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

10 馬如銀;水凝膠仿生關(guān)節(jié)軟骨材料的制備與性能評價[D];南京理工大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 邢曉偉;負(fù)荷改變對發(fā)育期兔髁突軟骨和軟骨下骨的影響[D];天津醫(yī)科大學(xué);2011年

2 張述卿;軟骨缺損修復(fù)的有限元模擬及滾壓裝置的設(shè)計[D];天津理工大學(xué);2011年

3 翟中勇;軟骨組織無約束壓縮的有限元仿真及實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 訾璐;載荷對家兔膝關(guān)節(jié)軟骨應(yīng)力變化的生物學(xué)反應(yīng)研究[D];湖北中醫(yī)藥大學(xué);2011年

5 陰其譜;低溫凍存同種異體軟骨細(xì)胞構(gòu)建組織工程化軟骨修復(fù)兔膝關(guān)節(jié)軟骨缺損[D];泰山醫(yī)學(xué)院;2011年

6 孟維春;力學(xué)因素對關(guān)節(jié)軟骨影響的實驗研究[D];蘇州大學(xué);2001年

7 伍素珍;基于STEP的MRBD信息模型研究與應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2004年

8 郭松青;基于CT圖像建立人體足部骨骼三維有限元模型的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

9 張廣程;不同頻率周期性壓力對組織工程軟骨的影響[D];南京醫(yī)科大學(xué);2007年

10 董江峰;限制性動態(tài)壓縮對軟骨細(xì)胞瓊脂糖凝膠組織的基質(zhì)代謝及其力學(xué)性質(zhì)的影響[D];太原理工大學(xué);2007年

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 金群華,呂厚山,陳占昆,蔣東方,王業(yè)華;類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎滑膜組織中細(xì)胞外基質(zhì)金屬蛋白酶誘導(dǎo)因子的研究[J];中華風(fēng)濕病學(xué)雜志;2004年05期

2 郭常安,陳崢嶸,張秀榮;骨關(guān)節(jié)炎基質(zhì)金屬蛋白酶1、2、3及其抑制物的表達(dá)與軟骨退變的關(guān)系[J];復(fù)旦學(xué)報(醫(yī)學(xué)版);2002年04期

3 楊建輝,呂建國,申曉東;雌激素對骨關(guān)節(jié)炎模型軟骨基質(zhì)蛋白多糖變化的影響[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版);2004年06期

4 張康樂,吳興,馬慎謹(jǐn);退行性骨關(guān)節(jié)炎患者血清雌二醇測定及其意義[J];中國運動醫(yī)學(xué)雜志;2001年01期

5 吳幾愷，張均一，梁路光，謝絳利，姚樹仁;關(guān)節(jié)軟骨粘彈性的實驗研究[J];中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志;1995年03期

6 姚力,周乙雄,趙丹慧,尹大慶,張洪,康倩,薛延;軟骨代謝標(biāo)志物對骨關(guān)節(jié)炎軟骨改變的反映[J];中華骨科雜志;2002年12期

7 陳建庭,金大地,楊德鴻,景宗森;轉(zhuǎn)移生長因子-β、堿性成纖維細(xì)胞生長因子誘導(dǎo)人成骨細(xì)胞表達(dá)血小板衍生生長因子BmRNA的研究[J];中華實驗外科雜志;2001年01期

8 宋亦軍,吳志宏,林守清,翁習(xí)生,邱貴興;雌、孕激素對兔膝關(guān)節(jié)滑膜中金屬蛋白酶及其組織抑制物和白細(xì)胞介素-1βmRNA表達(dá)的影響[J];中華醫(yī)學(xué)雜志;2003年06期

9 郭萬首,馬麗,李子榮;白細(xì)胞介素1受體拮抗蛋白間接體內(nèi)轉(zhuǎn)基因抑制骨關(guān)節(jié)炎軟骨破壞[J];中華醫(yī)學(xué)雜志;2004年10期

10 張忠民,陳建庭,金大地;血小板衍生生長因子-BB促進(jìn)骨關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)[J];中華醫(yī)學(xué)雜志;2005年46期

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 姚軍;盧世壁;彭江;郭全義;張莉;黃靖香;汪曖媛;許文靜;;關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞外基質(zhì)源性軟骨組織工程取向支架的制備[J];中國組織工程研究與臨床康復(fù);2009年03期

2 王小虎;衛(wèi)小春;陳維毅;;軟骨細(xì)胞力學(xué)特性的研究進(jìn)展[J];中華醫(yī)學(xué)雜志;2006年21期

3 鮑潤賢;;股骨遠(yuǎn)端分離性骨軟骨炎的 X 線及病理表現(xiàn)[J];國外醫(yī)學(xué).臨床放射學(xué)分冊;1978年01期

4 龔耀成;柴本甫;葉衍慶;;超關(guān)節(jié)制動下家兔膝關(guān)節(jié)軟骨的超微結(jié)構(gòu)變化[J];上海醫(yī)學(xué);1987年07期

5 張桂琴 ,劉錦先 ,謝秀蘭,劉巖,石玉霞;大骨節(jié)病兒童關(guān)節(jié)軟骨蛋白多糖組分構(gòu)成的定性觀察[J];哈爾濱醫(yī)科大學(xué)學(xué)報;1989年S1期

6 崔秀珍;吳照敏;牛家度;房清敏;王道謙;孔祥洪;任守松;劉明廷;于超英;;脂肪片植入關(guān)節(jié)成形術(shù)的實驗研究[J];濱州醫(yī)學(xué)院學(xué)報;1989年03期

7 張桂琴,劉錦先,石玉霞,謝秀蘭,劉巖;大骨節(jié)病兒童關(guān)節(jié)軟骨蛋白多糖組分構(gòu)成的定性觀察[J];中國地方病防治雜志;1990年04期

8 葛志強，王永春，常立玲，劉啟龍，李先洲;自體骨膜移植修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨缺損的研究[J];濟寧醫(yī)學(xué)院學(xué)報;1995年02期

9 ;空氣暴露、生理鹽水及殼多糖溶液對兔關(guān)節(jié)軟骨超微結(jié)構(gòu)的影響[J];第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報;1996年01期

10 王海義;骨關(guān)節(jié)炎[J];遼寧醫(yī)學(xué)雜志;1997年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 張敬東;溫宏;李彬;徐華梓;;iNOS及HSP70在缺血-再灌流后股骨頭骺關(guān)節(jié)軟骨損害中的作用[A];2005年浙江省小兒外科學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2005年

2 邊紅光;潘浩;李雄峰;;補腎壯筋湯對兔早期膝骨關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨病理改變的影響[A];浙江省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會骨傷科專業(yè)委員會第十二次學(xué)術(shù)年會、杭州市中醫(yī)藥協(xié)會骨傷科專業(yè)委員會第一次學(xué)術(shù)年會暨繼續(xù)教育學(xué)習(xí)班論文匯編[C];2006年

3 張春秋;秦曉峰;董心;武漢;葉金鐸;劉海英;;滾壓與壓縮力學(xué)條件下關(guān)節(jié)軟骨工程化構(gòu)建力學(xué)狀態(tài)的仿真研究[A];2008年全國生物流變學(xué)與生物力學(xué)學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2008年

4 蔡建平;胡鋼;;淺析透明質(zhì)酸鈉結(jié)合其它方法治療膝骨性關(guān)節(jié)炎[A];中華中醫(yī)藥學(xué)會骨傷分會第四屆第二次會議論文匯編[C];2007年

5 宋衛(wèi)東;劉海燕;寧建國;;鎢合金力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)研究[A];慶祝中國力學(xué)學(xué)會成立50周年暨中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

6 呂愛平;徐世杰;劉振麗;王安民;;關(guān)節(jié)免疫損傷動物模型——Ⅱ型膠原所致關(guān)節(jié)炎研究進(jìn)展[A];中國中醫(yī)研究院基礎(chǔ)理論研究所學(xué)術(shù)論文匯編[C];1997年

7 劉慶庭;區(qū)穎剛;卿上樂;王萬章;;甘蔗莖稈切割機理研究[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集第一分冊[C];2005年

8 王德杭;;軟骨的磁共振定量定性研究[A];中國醫(yī)師協(xié)會放射醫(yī)師分會首屆會員大會暨第四屆醫(yī)學(xué)影像山東論壇、山東省第16次放射學(xué)會議暨山東省第14屆醫(yī)學(xué)影像學(xué)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

9 杜寧;陸勇;顧翔;胡炯;;手法促進(jìn)膝關(guān)節(jié)炎軟骨修復(fù)的核磁共振病例對照研究[A];第十六屆全國中西醫(yī)結(jié)合骨傷科學(xué)術(shù)研討會暨中西醫(yī)結(jié)合手法治療骨傷科疾病新進(jìn)展學(xué)習(xí)班論文匯編[C];2008年

10 康立軍;朱德仁;林崇德;蔡嘉芳;;綜放開采控頂區(qū)頂煤結(jié)構(gòu)力學(xué)特性研究[A];21世紀(jì)高效集約化礦井學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2001年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 張獻(xiàn)懷;骨性關(guān)節(jié)炎的發(fā)病原因[N];人民日報海外版;2008年

2 何杰;防治骨刺有招數(shù)[N];保健時報;2006年

3 黃遂柱;半月板損傷 關(guān)節(jié)軟骨“遭殃”[N];家庭醫(yī)生報;2006年

4 健康時報記者 常賓 特約記者 郭樝;70歲不摔跤 80歲不彎腰[N];健康時報;2010年

5 北京朝陽醫(yī)院（京西院區(qū)）骨科 楊立輝;骨關(guān)節(jié)炎治療誤區(qū)多[N];保健時報;2006年

6 中國人民解放軍總醫(yī)院骨科教授 王巖 上海市藥品不良反應(yīng)監(jiān)測中心常務(wù)副主任 杜文民 徐洪志 北京大學(xué)醫(yī)院部教授 王孝道 武漢市第一醫(yī)院中醫(yī)部風(fēng)濕科 潘靜;骨性關(guān)節(jié)炎的防治[N];中國老年報;2004年

7 遠(yuǎn)威 婁曉芬 上海瑞金醫(yī)院骨科主任、教授 中華醫(yī)學(xué)會骨科學(xué)分會副主任委員 楊慶銘 北京積水潭醫(yī)院骨科主任醫(yī)師 李為 北京大學(xué)第三醫(yī)院骨科主任醫(yī)師、教授 婁思權(quán) 呂婷婷;世衛(wèi)組織啟動骨與關(guān)節(jié)10年計劃[N];中國老年報;2004年

8 陳祖亮;我組織工程研究獲重大突破[N];上�？萍紙�;2000年

9 梁海清;關(guān)節(jié)痛患者究竟該如何運動[N];中國老年報;2008年

10 王學(xué)東;骨關(guān)節(jié)炎患者如何鍛煉[N];中國中醫(yī)藥報;2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 段王平;不同年齡兔膝關(guān)節(jié)軟骨單位生物學(xué)特性分析[D];山西醫(yī)科大學(xué);2011年

2 周強;異體軟骨細(xì)胞復(fù)合透明質(zhì)酸芐基酯凝膠修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨缺損[D];中國醫(yī)科大學(xué);2005年

3 牛維;補腎活血方治療絕經(jīng)后骨關(guān)節(jié)炎的實驗研究[D];廣州中醫(yī)藥大學(xué);2005年

4 余方圓;幾種構(gòu)建組織工程關(guān)節(jié)軟骨方法的比較研究[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院;2004年

5 夏軍;兔骨關(guān)節(jié)炎軟骨中MMPs以及MAPKs信號通路激酶表達(dá)調(diào)控的初步研究[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

6 關(guān)雪峰;人類原發(fā)性膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎病變軟骨全基因組表達(dá)與分析[D];遼寧中醫(yī)藥大學(xué);2009年

7 吳林蘭;中醫(yī)手法對退行性骨關(guān)節(jié)炎作用效應(yīng)及其機理研究[D];湖北中醫(yī)學(xué)院;2007年

8 郭全義;自體軟骨細(xì)胞—藻酸鈣復(fù)合物修復(fù)羊膝關(guān)節(jié)負(fù)重區(qū)全層軟骨缺損的實驗研究[D];中國人民解放軍軍醫(yī)進(jìn)修學(xué)院;2006年

9 吳銀松;辛伐他汀對骨關(guān)節(jié)炎軟骨保護(hù)作用的實驗研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2007年

10 虞效益;低溫保護(hù)劑處理關(guān)節(jié)軟骨的若干問題研究[D];浙江大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王玉主;關(guān)節(jié)軟骨的力學(xué)性能測試及有限元仿真[D];天津理工大學(xué);2012年

2 任海龍;大豆異黃酮對去勢大鼠關(guān)節(jié)軟骨影響的實驗研究[D];天津醫(yī)科大學(xué);2006年

3 劉馨燕;關(guān)節(jié)軟骨兩相多孔介質(zhì)非線性模型的有限元方法[D];重慶大學(xué);2002年

4 戴q

本文編號：2384294