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人工韧带疲劳测试装置设计及其耐疲劳性能评价

2021-11-29管晓宁劳继红王富军

纺织学报 2021年11期

卢 俊, 管晓宁, 林 婧, 劳继红, 王富军, 李 彦, 王 璐

(1. 东华大学 纺织学院, 上海 201620; 2. 东华大学 纺织面料技术教育部重点实验室, 上海 201620)

前交叉韧带(ACL)在膝关节各条韧带中最易受到损伤,一旦撕裂则会严重影响膝关节的肢体功能[1]。韧带发生断裂时主要采用韧带移植物进行重建治疗,包括自体韧带、同种异体韧带和人工韧带3类[2]。人工韧带具有材料来源广泛、力学性能优异、术后恢复较快等一系列优点,常作为首选移植物帮助需要快速恢复膝关节功能的患者(如运动员等)[3-5]。

自20世纪90年代以来,各商用品牌人工韧带由于远期临床表现不佳,且具有较高的术后并发症发生率,如韧带断裂等,相继退出了市场[6]。Guidoin等[7]对移植失效的商用人工韧带进行移出物分析发现,其在膝关节腔内受到的长期拉伸、扭转和屈曲多个自由度作用是导致移植失效的重要因素之一。刘明洁等[8]对纺织基人工韧带的体内失效机制进行研究发现,人工韧带失效后其表观形貌、力学性能和结晶性能等均发生显著变化。但上述研究主要是针对移植失效的人工韧带进行理论分析,缺乏体外对人工韧带耐疲劳性能的验证性实验。

国内医药行业标准YY/T 0965—2014《无源外科植入物人工韧带专用要求》提到需对人工韧带进行疲劳扭转测试,即在试样一端施加持续的拉伸力的同时,另一端在试样轴心方向上进行往复扭转加载测试,而相关多自由度疲劳测试装置的搭建鲜有研究。本文通过自主研发的人工韧带疲劳测试装置,创建多自由度的人工韧带疲劳测试仿生加载环境;……

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