免费论文摘要：膝关键前穿插蹄筋重修的底栖生物力学建立模型和运用接洽

    前穿插蹄筋（Anterior cruciate ligament，ACL）是膝关键中较易伤害又难以痊愈的蹄筋。ACL伤害不只会使膝关键失稳，还会激励关键退变，引导骨性关键炎，使膝关键流失疏通本领。ACL重修手术，动作暂时调节ACL撕裂的重要本领，固然不妨在术后近期回复膝关键的宁静性，然而仍没辙处置远期的骨地道夸大和骨性关键炎等合并症。那些术后合并症与底栖生物力学成分有着出色的接洽。    本接洽着眼于ACL重修中的三个基础因素（蹄筋移植体、骨地道和移植体恒定办法），对ACL重修中蹄筋移植体的数目（单/双束）、骨地道的目标、界面螺丝的尺寸和资料举行了数值仿真接洽，定量模仿了ACL重修后膝关键力学情况的变换，领会并优化了手术中骨地道和螺丝的关系参数，为评价和矫正ACL重修手术供给了底栖生物力学的按照。正文的主体局部囊括：（1）创造了具备较高精度的膝关键有限元模子，并着眼于关键面邻近软构造的形变和交战情景对膝关键模子举行两项考证以保证模子的精度。    本接洽按照安康女性膝关键的核核磁共振印象，创造了膝关键的有限元模子。模子中囊括了皮质骨、松质骨、软骨下骨、软骨、蹄筋和半月板构造。为了较透彻地模仿膝关键面邻近构造的力学相应，辨别沿用了正交各向异性实业单位和只受拉不受压的一阶桁架单位束来模仿半月板的主体局部和前后角局部；而且将骨构造分为了皮质骨、软骨下骨和松质骨辨别加以商量，付与各别的资料属性。为后续接洽关键面邻近构造的力学相应奠定了普通。    着眼于关键面邻近软构造的变形和交战情景对膝关键模子举行两项考证：（a）以抵抗45度时半月板的如实变形为规范，仿真计划得出的半月板变形与之基础重合，两者的缺点在核磁图像像素缺点的范畴内。（b）对膝关键强加一系列的竖直压力，以试验获得的表里侧关键面上的交战表面积为规范，仿真计划得出的关键面交战表面积一直在试验的规范差范畴内。正文的考证充溢商量了关键构造的非线性保卫世界和平大会变形的效力，为后续ACL重修的底栖生物力学接洽供给了保护。    接洽沿用考证后的模子进一步参观了软骨下骨强硬对软骨应力散布的感化，创造关键软骨上的应力程度跟着软骨下骨的刚度减少而升高。这一截止表示着，骨性关键炎前期的软骨下骨强硬将会使关键软骨在凡是生存中接受更大的载荷，进而大概会干预到关键软骨上平常的心理震动，变成软骨蜕化的潜伏因为。（2）领会并比拟了单束与双束ACL重修后的膝关键力学情况。    在平常膝关键模子的普通上辨别创造了单束与双束ACL重修的膝关键模子。领会了膝关键在竖直受压、内旋和外翻3种典范载荷效率下的应力散布情景。接洽创造，ACL重修后骨地道范围爆发了应力掩饰，大概惹起骨地道的样式爆发变换，变成骨地道夸大的诱因；骨地道邻近软骨下骨的应力延长，大概感化软骨平常的心理震动，变成骨性关键炎的诱因。与单束重修比拟，双束重修后相邻骨地道之间爆发了明显的应力会合，大概引导两地道间的骨伤害，与临床上骨地道穿透的症候相符合。    本接洽沿用了应力变换率这一目标来测量手术前后应力散布的分别。应力变换率的散布情景从归一化的观点同声反应了高应力区和低应力区应力变换的水平，进而较明显直觉地表露出ACL重修前后骨地道范围的应力变换情景。（3）经过变换胫骨骨地道的观点对术后的力学情况举行优化领会。    纵然力学情况的变换不行制止地出此刻ACL重修之后，然而经过变换骨地道的目标不妨对力学情况变换的水平加以干涉，以尽大概地缩小手术对关键构造力学情况的感化。本接洽辨别以30°、45°、55°、65°和75°的胫骨骨地道钻孔导向角创造了ACL重修后的膝关键有限元模子，领会了骨地道的目标对胫骨力学情况的感化。接洽创造，沿用55°~65°的钻孔导向角不妨在确定水平上缓减因ACL重修而引导的胫骨力学情况的特殊，进而利于于术后膝关键的痊愈。（4）经过变换界面螺丝的尺寸和刚度对术后的力学情况举行优化领会。    在ACL重修中，界面螺丝是用来恒定蹄筋移植体的手术植入物，大概会对范围骨构造爆发应力掩饰等倒霉的感化。本接洽在单束ACL重修的膝关键模子上参观了各别的螺丝长度、直径和资料刚度对胫骨应急能密度散布的感化。接洽创造界面螺丝会引导骨地道邻近的应力集中庸应力掩饰局面，所以大概会渐渐的感化蹄筋移植被的恒定和骨的建设。接洽从底栖生物力学的观点领会觉得，沿用刚度较低的长螺丝，一上面不妨缩小因为螺丝刚度所引导的应力掩饰效力，同声不妨控制“蹄筋移植体-骨地道”的对立滑行和滑液侵占，所以更利于于ACL重修的远期医疗效果。    暂时对于ACL重修中恒定办法的接洽重要着眼于术后近期蹄筋移植体的恒定强度。但是，术后特殊的力学情况大概会渐渐地感化蹄筋移植体的恒定强度，这一远期的恒定强度没辙经过拔功效试验举行评介。所以，此后对于ACL重修中恒定办法的接洽须要进一步着眼于力学情况对于术后远期医疗效果的感化。    综上所述，正文创造并考证了人体膝关键的有限元模子，充溢考虑衡量了关键构造的非线性保卫世界和平大会变形效力，可为膝关键底栖生物力学的接洽供给普通。正文进一步接洽了ACL重修前后膝关键力学情况的变换情景，领会了术后骨地道夸大、骨地道穿透和骨性关键炎等术后症候的底栖生物力学成分，经过对骨地道观点、螺丝尺寸和刚度举行优化，缩小ACL重修对膝关键力学情况的感化，进而利于于术后关键的痊愈。正文的接洽仍具备确定的控制性，在此后的接洽中需贯串试验进一步参观骨的改重修与螺丝的降解进程，充溢商量各别的人群和搀杂的载荷前提对术后关键痊愈的感化，为手术计划的天性化安排和手术本领的矫正供给表面按照。

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