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轴向压缩载荷下老年和青年大鼠尺骨表面应变仿真及测量的实验研究

2021-11-27杨永青刘曦雨颜泽栋谭芷芬罗二平

医疗卫生装备 2021年11期
关键词:有限元测量分析

杨永青,刘曦雨,颜泽栋,谭芷芬,罗二平,景 达

(空军军医大学军事生物医学工程学系,西安 710032)

0 引言

骨质疏松症是一种全身性骨骼疾病,多见于绝经后妇女和老年男性,其特征是骨量低和骨组织微结构恶化,导致骨脆性增加和易发生骨折[1-2]。随着人口老龄化的加剧,老年性骨质疏松症越来越普遍,由此带来的经济和社会负担也逐年加重[3]。骨骼在日常活动中一直承受着各种形式的应力,Wolff定律表明骨骼具有功能适应性,能够根据应力环境的变化改变自身结构和功能,进而影响自身代谢和健康状态[4]。Frost的力学稳定性理论进一步定义了骨塑建和骨重塑的2个基本过程,并将应变阈值范围划分为废用区(小于 200 με)、适应区(200~1000 με)、过载荷区(1000~25000 με)和骨折区(大于 25000 με),骨骼在不同阈值范围内会发生相应的变化[5-6],因此对应力集中区组织应变分布的了解有助于理解应力集中区失效的机制[7]。相关研究表明,随着骨量下降,老年骨骼力学响应衰退,承受负载能力下降,骨骼易发生变形和骨折[8]。目前缺少对于老年骨骼和青年骨骼力学响应的系统比较和对其生物学变化的研究,因此,研究不同年龄骨骼受载的力学响应的差异对于揭示老年骨骼力学响应衰退发生机制、阐明骨质疏松机制、提高骨质量具有重要意义,有助于对老年骨质疏松性骨折起始、预防和治疗机制的更好理解。

课题组前期已开发出大鼠尺骨在体轴向周期性压缩加载装置对骨骼受载的力学响应进行研究[9]。……

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