【摘要】：目的:(1)建立豬膝關(guān)節(jié)半月板損傷模型,觀察內(nèi)側(cè)半月板后角損傷后半月板應力分布變化情況(2)采用生物力學的方法,探究水平裂、縱裂、放射裂三種半月板損傷類型在不同膝關(guān)節(jié)屈曲角度、壓力載荷、循環(huán)次數(shù)影響條件作用下,半月板損傷進展情況。方法:1.選取結(jié)構(gòu)完整的新鮮成年豬后肢膝關(guān)節(jié)進行CT、MRI圖像掃描,將所得到的圖像數(shù)據(jù)導入mimics軟件,構(gòu)建膝關(guān)節(jié)骨性及半月板結(jié)構(gòu)的三維虛擬模型,模擬半月板受力情況,分析內(nèi)側(cè)半月板后角損傷后半月板受力變化情況以及標本半月板破壞載荷的范圍。2.將9只新鮮成年豬后肢膝關(guān)節(jié)標本內(nèi)側(cè)半月板后角制造成水平裂、縱裂、放射裂三種不同的損傷類型,損傷長度4mm,每種損傷類型各3例,將電液伺服疲勞測試機的壓力載荷設置成標本半月板斷裂強度載荷20%40%60%三個水平進行體外生物力學測試;循環(huán)次數(shù)設置成600次、1200次、2400次三個水平;標本膝關(guān)節(jié)的屈曲固定角度分為30°、90°、120°三個水平;按照正交實驗設計表格將標本分為9組,觀察不同參數(shù)下,各組半月板裂痕擴展情況,采用正交實驗設計資料的方差分析,比較其中的差異。結(jié)果:1.有限元試驗結(jié)果在1046N載荷,標本半月板最大應力為19.668Mpa,半月板達到破壞的臨界載荷。2.生物力學研究結(jié)果表明半月板損傷類型對裂紋擴展的影響最大。根據(jù)實驗前標本比較,水平裂、縱裂、放射裂三種半月板損傷裂紋均有擴展;其中水平裂損傷裂紋擴展作用優(yōu)于縱裂、放射裂,具有統(tǒng)計學意義(P0.05);縱裂裂紋擴展作用優(yōu)于放射裂。壓力載荷在400N時對裂紋擴展的影響最大;隨著循環(huán)次數(shù)的增加,裂紋擴展逐漸增大,增大的趨勢呈擴大狀態(tài);在膝關(guān)節(jié)屈曲90°時,半月板裂紋擴展最大。結(jié)論:1.成功構(gòu)建豬膝關(guān)節(jié)三維有限元模型,為研究豬膝關(guān)節(jié)半月板損傷機制奠定了基礎。2.豬膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)半月板后角損傷中水平裂最易擴展,放射狀裂不易發(fā)生裂縫擴展。
【學位授予單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R684;R-332
【圖文】：

于建立 Mimics 中膝關(guān)節(jié)骨結(jié)構(gòu)三維模型的方法不適用于建立膝關(guān)節(jié)軟組織的三維模型。（6）使用膝關(guān)節(jié)線圈、采用 3.0T、脂肪抑制、層厚 1 mm、層距 0mm、梯度回波序列掃描膝關(guān)節(jié)矢狀面。將掃描得到數(shù)據(jù)刻錄到光盤中。將光盤中數(shù)據(jù)拷貝到個人計算機中，導入 Mimics 軟件，分別手動選擇各圖層半月板、股骨、脛腓骨，與 CT 重建模型進行匹配，重建下肢三維模型（如圖 1）。

圖 1 重建后半月板與脛骨圖 3 網(wǎng)格化后的模型（8）模型賦值：假設半月板為線彈性橫觀各向同性材料。其中橫軸方向和縱軸方向向彈性模量 Ex=Ez=20MPa，而長軸方向彈性模量 Ey=120MPa,橫軸方向和長軸

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本文編號：2717943