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不同压缩条件下关节软骨的回弹力学性能

发布时间:2018-05-30 17:49

  本文选题:软骨 + 关节 ; 参考:《中国组织工程研究》2017年20期


【摘要】:背景:研究关节软骨的回弹性能对人的作息以及和人工软骨回弹性能的匹配度等都具有很大的参考意义。目的:分析不同载荷和不同时间下关节软骨回弹的微观力学性能。方法:运用MTF-100拉力机对涂有示踪剂的猪软骨试件进行压缩,用其附带的CCD对软骨压缩和回弹状态进行拍照记录,采用数字图像相关技术进行图像处理。结果与结论:(1)回弹时软骨浅表层回弹的应变减少幅度最大,中间层次之,深层最小,分别从20%、10%、6%左右降到3%所用的时间相似;(2)回弹时间越长,软骨不同层区的应变变化越缓慢,但最终应变会小于1%;(3)相同层区不同压缩载荷作用下,在回弹初期,载荷越大,软骨回弹应变变化越快;在回弹后期,载荷越小,回弹应变变化越快;(4)相同层区不同持续压缩时间和载荷的影响相似;(5)从实验数据看,关节软骨90%左右的回弹主要集中在前15 min左右。关节软骨不同层区的力学回弹性能与其加载载荷和加载持续时间都有密切的相关性,载荷和压缩时间的增加都会对回弹产生不利的影响。从回弹后期数据说明经过一定的时间基本能回弹到压缩前的状态。
[Abstract]:Background: the study of the springback of articular cartilage is of great significance to the study of human life and the matching degree between the resilience of articular cartilage and artificial cartilage. Objective: to analyze the micromechanical properties of articular cartilage springback under different loads and time. Methods: the porcine cartilage specimen coated with tracer was compressed by MTF-100 pull machine. The compression and springback state of the cartilage was recorded by the accompanying CCD. The digital image correlation technique was used to process the image. Results and conclusion: the strain reduction of shallow surface layer of cartilage is the largest, the middle layer is the smallest, and the depth is the smallest, which is similar to the time taken to decrease from 20% to 3% respectively.) the longer the springback time is, the slower the strain changes in different layers of cartilage. But the ultimate strain will be less than 1 / 3) under different compression loads in the same layer, the larger the load at the initial springback stage, the faster the strain change of cartilage springback, and the smaller the load at the later stage of springback. The faster the springback strain changes, the more similar the effect of different continuous compression time and load in the same layer region is.) from the experimental data, the springback of articular cartilage about 90% is mainly concentrated in the first 15 min or so. The mechanical resilience of articular cartilage in different layers is closely related to the loading load and loading duration, and the increase of load and compression time will have a negative effect on the springback. From the springback data show that after a certain period of time can basically rebound to the state before compression.
【作者单位】: 天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津理工大学机械工程学院;
【基金】:国家自然科学基金资助(11572222;11432016;11402171)~~
【分类号】:R318.01;R684

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本文编号:1956229

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