添加没食子酸月桂酯高交联聚乙烯的胫骨衬垫在全膝关节置换术中的磨损评估

目的聚乙烯内衬磨损是导致全膝关节置换术(TKA)失败的主要因素之一。磨损颗粒的数量和形态与假体周围炎症的严重程度有关。没食子酸月桂酯(DG)改善了高交联聚乙烯(HXLPE)的氧化稳定性。评估添加没食子酸月桂酯的高交联聚乙烯(HXLPE-DG)制成的衬垫的磨损性能。方法根据ISO 14243-1:2009。

振动载荷下腰椎间盘力学响应的仿真分析

为研究振动载荷对腰椎间盘力学性能的影响,采用有限元方法,对人体腰椎间盘L3/L4节段在不同振动频率和振动幅值作用下的力学响应进行仿真分析,并与静载荷下的响应进行比较.发现:振动幅值相同时,振动都不同程度地增大了腰椎间盘的蠕变,振动频率越高,蠕变越大;振动幅值越大,振动频率对蠕变的影响越明显.椎间盘组织的Mises应力受振动频率的影响较小;孔隙压力随着振动频率的增加下降速度有所降低.应变增大时,应力松弛随频率的增加略有减小.因此长期处于振动载荷下,特别是频率较高时,更容易造成纤维环损伤.

压缩条件下腰椎间盘松弛特性的有限元仿真

为研究腰椎间盘的松弛特性,考虑非线性多孔弹性性质,采用ABAQUS软件,建立了人体腰椎间盘L3/L4节段的孔隙单元有限元模型,对不同渗透率和不同应变条件下的松弛特性进行仿真。研究结果表明:非线性的渗透率增大了节段的刚度,进而增大了节段的应力;在压缩应变作用下,椎间盘的应力松弛曲线呈指数规律变化,应力随应变增大而增大;纤维环的孔隙压力和有效应力都高于髓核,纤维环背侧的孔隙压力和有效应力均大于腹侧,因此腰椎间盘突出多发生在纤维环背侧。

不同加载条件下的腰椎间盘蠕变实验研究

为研究加载条件对腰椎间盘蠕变性能的影响,以新鲜猪腰椎间盘为研究对象,采用非接触式数字图像相关技术,考虑不同压缩应力及加载速率,对椎间盘进行蠕变实验,并建立蠕变本构模型。结果表明:施加压缩应力时,椎间盘蠕变曲线呈指数规律变化;相同加载速率下,蠕变应变随着应力的增大而增大;应力相同时,加载速率越大,蠕变应变越小;利用三参数粘弹模型建立的椎间盘本构方程与实验结果具有较好的相关性,该能够预测椎间盘的蠕变性能。研究结果为临床进一步研究人体椎间盘粘弹特性提供理论基础。

压缩载荷下猪腰椎间盘髓核摘除后力学行为的实验研究

为研究退变及摘除髓核后腰椎间盘的力学行为,对猪腰椎间盘进行压缩实验。髓核摘除并经胰蛋白酶处理后的椎间盘作为实验组,正常椎间盘作为对照组。考虑载荷大小及加载速率的影响,得到椎间盘应力和应变关系、瞬时弹性模量及蠕变性能,并建立了蠕变本构模型。结果发现:随着压缩载荷和加载速率的增大,实验组的应变及蠕变与对照组相比均明显增大,瞬时弹性模量与对照组相比则明显减小,这表明髓核摘除后,椎间盘的承载能力受压缩载荷大小及加载速率的影响明显大于正常椎间盘。实验组仍可以采用Kelvin三参量固体模型描述其蠕变性能,预测腰椎间盘去核后的蠕变行为。研究结果可为椎间盘疾病的临床治疗及术后康复提供理论基础。