發(fā)布時(shí)間：2018-01-30 18:59

  本文關(guān)鍵詞： 數(shù)值模擬 缺損軟骨 軟骨細(xì)胞 應(yīng)力 流場(chǎng)　出處：《生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志》2017年01期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：應(yīng)用有限元軟件COMSOL建立關(guān)節(jié)軟骨固液雙相模型和細(xì)胞微觀模型,跨尺度研究在生理載荷作用下不同彈性模量的人工軟骨修復(fù)缺損時(shí),宿主軟骨各層細(xì)胞的力學(xué)環(huán)境和液相流場(chǎng)。模擬結(jié)果表明,均一彈性模量的人工軟骨對(duì)不同層區(qū)細(xì)胞微環(huán)境的影響規(guī)律不同。隨著人工軟骨彈性模量增大,淺表層、中間層細(xì)胞應(yīng)力增大,深層細(xì)胞應(yīng)力減小。人工軟骨植入改變了中間層、底層軟骨的流場(chǎng)方向和營(yíng)養(yǎng)供給方式,可能會(huì)造成軟骨細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)障礙。上述影響可造成修復(fù)結(jié)果不確定。通過(guò)對(duì)跨尺度軟骨細(xì)胞有限元模型進(jìn)行仿真分析,可定量地評(píng)價(jià)宿主軟骨各層細(xì)胞的力學(xué)環(huán)境,有助于更準(zhǔn)確地評(píng)估軟骨缺損修復(fù)的臨床效果。
[Abstract]:The finite element software COMSOL was used to establish the solid-liquid biphasic model and the microcosmic model of articular cartilage. The simulation results show that the effect of homogeneous elastic modulus artificial cartilage on the microenvironment of different layers of cells is different, with the increase of the elastic modulus of artificial cartilage. In the shallow surface layer, the stress in the middle layer increased and the stress in the deep layer decreased. Artificial cartilage implantation changed the flow field and nutrient supply mode of the middle layer and the bottom layer of cartilage. These effects may lead to uncertain repair results. The finite element model of cross-scale chondrocytes is simulated and analyzed. It can quantitatively evaluate the mechanical environment of the host cartilage cells, which is helpful to evaluate the clinical effect of cartilage defect repair more accurately.
【作者單位】： 天津理工大學(xué)天津市先進(jìn)機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與智能控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院力學(xué)系;中國(guó)汽車工業(yè)工程有限公司;福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金(11402172);國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目第二合作單位(11432016);國(guó)家自然科學(xué)基金(11572222) 天津市自然科學(xué)重點(diǎn)基金(15JCZJC32800) 福建省衛(wèi)生系統(tǒng)中青年人才培養(yǎng)項(xiàng)目(2013-ZQN-ZD-19)
【分類號(hào)】：R68
【正文快照】： 引言正常情況下人體的關(guān)節(jié)軟骨可以承受數(shù)以百萬(wàn)次的周期性高強(qiáng)度載荷[1],是因其固液雙相特性及復(fù)雜精細(xì)的分層結(jié)構(gòu)適應(yīng)了不同的功能需要和力學(xué)環(huán)境的結(jié)果。外力或退行性變化引起關(guān)節(jié)軟骨損傷后,依靠自身軟骨細(xì)胞增殖分化,修復(fù)缺損的能力十分有限,傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)損傷療法也不能產(chǎn)

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6 ;[J];;年期

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本文編號(hào)：1476990