不同重力环境下骨陷窝-骨小管内物质输运规律研究

发布时间：2021-07-14 02:29

　　目的长期太空飞行,可导致宇航员失重性骨质疏松。通过模拟研究不同重力环境下骨单位内骨陷窝-骨小管系统（LCS）中营养物质（粒子）的输运情况,从生物力学角度揭示宇航员太空中发生不可逆骨质疏松的深层次原因。方法应用有限元软件COMSOL建立长骨骨干密质骨骨单位含二级孔隙结构（哈弗氏管,骨陷窝-骨小管系统）的三维轴对称流固耦合有限元模型,并应用其粒子追踪功能,模拟研究在微重力（0g）、地球重力（1g）及高G（2～8g）环境下,骨细胞代谢所需营养物质在LCS内随组织液流动的输运情况。考虑骨单位中微动脉的脉动压力并通过施加频率为0.5 Hz的循环压缩载荷模拟人体运动对骨产生的生理载荷。加载初始时刻,在哈弗氏管与LCS连接处释放一定数量的粒子,通过追踪粒子在LCS内输运所能达到的到位置及相应的浓度分析人体运动时重力场对营养物质输运的影响规律。结果由模拟结果可知,加载一段时间后,微重力环境下LCS内粒子的输运速度较慢,且粒子运动过程中始终为横向运动;组织液中粒子输运速度随重力加速度值增大呈线性增加,g值越大,粒子达到各位置陷窝所需时间越短且浓度越大,此时粒子的运动方向兼有横向和纵向。结论由上述结果可知... 

【文章来源】：医用生物力学. 2019,34(S1)北大核心CSCD

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本文编号：3283224