力學激勵對長骨軟骨內骨化的影響.pdf

1、力學環(huán)境能夠影響骨形態(tài)已經(jīng)成為了骨生理學的基本準則。目前，國內用實驗的方法，考慮生物因子對骨生長的影響的研究比較成熟。但是由于人體是一臺復雜的機器，骨骼是一種特殊的材料，再加上復雜的生命運動形式使得實驗研究受到很大限制。在國內尤其是從生物力學角度出發(fā)，運用有限元方法考慮生物力學因素對從胎兒期開始的骨生長過程影響的研究還未見報道。
　　本課題研究的目的是采用ANSYS有限元方法模擬骨結構和骨生長過程，并分析不同生物力學因素對骨生長過

2、程的影響，為更好地解決由于不同力學環(huán)境造成的骨疾病提供一定的理論依據(jù)和參考依據(jù)。
　　本文從生物力學的角度出發(fā)，以骨生長和骨再造理論為基礎，結合骨生長生理機理，選擇第二掌骨遠端為長骨模型的研究對象，運用ANSYS方法建立三維有限元模型，進行力學激勵對軟骨內骨化和生長影響的分析。本文主要研究內容包括以下幾個方面：
　　(1)模型選取與建立。選擇第二掌骨遠端作為長骨研究對象，運用ANSYS方法建立其三維有限元模型。
　　(

3、2)骨生長過程模擬。利用每日生骨指標構造反映時間積累效應的成熟指標判斷是否骨化，結合最優(yōu)骨密度公式進行骨再造模擬，由此模擬軟骨在不同時間段的骨化和再造情況。
　　(3)模擬結果分析。分析討論不同載荷大小和生物力學參數(shù)條件下的骨生長過程。驗證力學激勵對骨生長過程的影響，并給出適合骨生長的最優(yōu)載荷條件和生物力學參數(shù)。
　　本文的創(chuàng)新之處是結合力學激勵及加載歷程，引入應變能密度的骨生長算法，通過運用ANSYS有限元法模擬了骨生長過