基于非线性黏弹性本构模型的羊脊髓力学性能研究

目的当前治疗脊髓损伤的一大难题,是缺乏精准诊断的技术,难以对患者进行可行靠的分类。有限元建模的技术有望在临床上应用以实现脊髓损伤的精准诊断并开发可靠的分类方法,然而现有的研究对接近体内环境和临床常见损伤应变率的脊髓力学性能,特别是对其非线性黏弹性、非均质性和各向异性的相关性的了解不够充分,又因人脊髓样本获取存在成本过高和伦理方面的问题,因此本研究旨在通过对羊脊髓的白质和灰质进行力学测试,获得其力学性能参数,为进一步研究人脊髓力学性能开拓道路。方法(1)通过每一节段羊脊髓灰质和白质的拉伸-松弛实验数据优化Kevin L.Troyer等的非线性黏弹性本构模型的材料常数,拟合出能够在有限元方法中准确表征羊脊髓力学性能的参数;(2)通过对比模型预测结果和动态循环加载实验数据,验证模型拟合的准确性。结果表明:本研究基于非线性黏弹性本构模型拟合的羊脊髓灰质和白质力学模型的预测值与实验值的方均根误差<0.05,获得了准确的羊脊髓灰质和白质力学模型,为使用有限元方法对羊脊髓建模奠定了基础,为研究人脊髓力学性能并对其进行有限元建模提供了研究基础。