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医用生物力学第32卷第3期2017年6月 274 JournalofMedical Biomechanics。V01.32No.3.Jun.2017 文章编号:1004-7220(2017)03-0274436 循环加载下关节软骨的棘轮应变及理论预测 刘东东, 高丽兰, 张春秋, 魏朝磊, 秦晓怡 (天津理工大学机械工程学院,天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室,天津300384) 摘要:目的获得不同加载条件下关节软骨的棘轮应变,建立预测棘轮应变的理论模型,并对软骨的棘轮应变进行 预测。方法将猪股骨远端滑车部的新鲜关节软骨作为研究对象,采用非接触式数字图像技术,测试循环压缩载 荷下关节软骨的棘轮应变;建立预测棘轮应变的理论模型,对不同应力幅值和加载率下软骨的棘轮应变进行预测, 并比较预测结果与实验结果。结果随循环圈数的增加,软骨的棘轮应变先快速增长然后趋于稳定;定加载率下, 软骨的棘轮应变随应力幅值的增大而增大;定应力幅值下,棘轮应变随加载率的增大而减小。实验结果与建立的 理论模型预测结果吻合良好。结论关节软骨的棘轮应变与应力幅值成正比,与加载率成反比。建立的理论模型 可以预测软骨的棘轮行为,同时为组织工程软骨的构造提供指导。 关键词:关节软骨;循环压缩;棘轮应变;理论模型 中图分类号:R318.01 文献标志码:A l DoI:10.16156/j.1004-7220.2017.03.01 strainandtheoretical ofarticular Ratcheting prediction cartilage under cyclicloading LIU ZHANG WEI QIN Li-lan, Chao-lei, Xiao—yi(TianjinKey Dong-dong,GAO Chun-qiu, ofthe and ControloftheAdvancedMechatronical ofMechanical LaboratoryDesign System,School Intelligent of University 300384,China) Engineering,TianjinTechnology,Tianjin Toobtainthe strainofarticular underdifferent Abstract:Objectiveratcheting cartilage loadingconditions.and constructthetheoreticaImodelSOaSto the strainof Thefresharticularcar- predictratchetingcartilage.Methods ObtainedfromthetrochlearofdistaIfemurwasusedas strainofarticu· tilage experimentaISUbject.Theratcheting lar

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