关节软骨微元流动电势的数值分析

目的了解由间质液流动而产生的流动电势在关节软骨中的分布规律,获得一定的软骨电特性。方法将流体控制方程与静电理论结合,建立软骨二维微元模型,通过有限元法计算在一定压力下微元内产生的稳态流动电势。结果在长度为5μm处关节软骨微孔隙模型中的流动电势约为38.4μV,外压和Zeta电势对软骨模型的流动电势影响比较大,并且呈线性增长的关系。流动电势随离子数浓度的增加而减小,但浓度对软骨流动电势影响有所不同。当离子数浓度较低时,流动电势对离子数浓度依赖较大;当离子数浓度较高时,离子数浓度对流动电势的影响很小。结论研究结果为利用电流、电场、电磁场刺激等方法对软骨细胞的分化增殖、关节软骨疾病防治和治疗、组织工程化软骨研制以及关节软骨损伤修复提供重要的理论依据。