关节软骨粘弹性的实验研究

作者通过单轴向压缩试验，对正常人体关节软骨的粘弹性进行了实验研究，在定载荷条件下测定了材料的蠕变曲线，１秒末的瞬时弹性模量和５分钟的蠕变模型，并将其与椎间盘纤维环的力学性质进行了比较。     

人体关节软骨应力松弛研究

人体关节软骨应力松弛研究初日德，程永春，马洪顺，麻文焱（吉林工业大学材料力学教研室，长春）李振宇（白求恩医科大学第三临床医院，长春）ＴＨＥＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＳＴＵＤＹＯＦＴＨＥＳＴＲＥＳＳＲＥＬＡＸＡＴＩＯＮＯＦＴＨＥＡＲＴＩＣＵＬＡＴＥＳＯＦ...     

机械应力异常与关节软骨退变

虽然关节软骨在组成及形态结构上有良好的力学适应性，但超生理限度的异常机械应力仍可导致关节软骨形态及功能异常，诱发关节软骨退变，异常机械应力的作用机理尚不清楚，细胞微环境改变，自身免疫反应等作用可能参与也软骨退变的病程。     

缺损关节软骨在循环压缩载荷下棘轮行为的实验研究

目的研究缺损软骨在循环压缩载荷下的棘轮应变行为,探索缺损关节软骨的损伤演化规律。方法取新鲜的成年猪股骨远端关节软骨,对不同缺损深度软骨试样进行不同参数的三角波循环加载。结合非接触式数字图像技术,获得软骨不同层区的棘轮应变。结果随循环加载圈数的增加,软骨各层棘轮应变均表现为先急剧增大,然后缓慢增加并趋于平稳,由浅层到深层棘轮应变逐渐减小。各层区对循环圈数响应不同,浅层在50圈内应变增加较快,中层在100圈内应变增加较快,深层在75圈内应变增加较快。除了中层区域响应有滞后性,浅层、深层的棘轮应变与应力幅值、缺损深度呈正相关,与加载速率呈负相关。结论软骨的棘轮行为受软骨的特殊结构的影响,缺损使软骨各层区的应变增大,易造成损伤加剧。实验结果为组织工程软骨的构建提供参考依据。     

人膝关节软骨与聚乙烯醇水凝胶人工软骨压缩实验比较研究

目的 比较人膝关节软骨和聚乙烯醇水凝胶（PVA-H）人工软骨的生物力学性能 方法 使用人膝关节软骨和PVA-H人工软骨进行轴向压缩试验,分别进行压缩应力应变、应力松弛和蠕变实验,得到关节软骨和PVA-H人工软骨的应力应变关系。结果 实验中人关节软骨和PVA-H的力学性能有差异,人关节软骨压缩模量大于PVA-H人工软骨,人关节软骨的压缩模量为（3.6492±0.6199）Mpa,PVA-H的压缩模量为（1.5951±0.1469）Mpa。结论 软骨和PVA-H人工软骨的生物力学性能具有一定差异,试验结果对人工软骨的进一步改进具有指导意义。     

运动性关节软骨损伤修复材料的选择及其生物力学特征

背景：关节软骨是无血管、淋巴管和神经的组织,通常情况下软骨细胞不能进行有丝分裂,这导致自身修复能力有限。生理负荷下,关节软骨经常处在应力环境中。根据软骨自身的结构和特点,作为人工软骨的替代材料应具有良好的生物力学性能。 目的：总结运动性关节软骨损伤修复材料的应用进展及其生物替代材料的生物力学特征。 方法：以“关节软骨,生物材料,生物力学”为中文关键词,以“ tissue enginneering, articular cartilage, scaffold material, biomechanics” 为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库1993-01/2010-10相关文章。纳入与运动有关的关节软骨损伤修复、目前常用于修复关节软骨损伤的生物材料以及生物替代材料的生物力学特征研究文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以20篇文献为主重点对运动性关节软骨缺损修复材料的生物力学特征进行讨论。 结果与结论：关节软骨是一种各向异性、非均质、具有黏弹性并充满液体的可渗透物质,具有独特的力学性能。损伤的关节软骨在生物力学方面均与原来的软骨不同,且极易退变。骨软骨柱移植力学性能近期效果最佳;脱细胞软骨基质、小肠黏膜下基质具有一定的力学强度;普通聚乙烯醇水凝胶的最大缺陷是力学性能的不足;聚乙烯醇材料其良好的柔韧性和高弹性能,具有与人关节软骨相似的力学性能;n-HA浆料与聚酰胺66在溶剂中复合,无论在力学性能还是化学组成上都与自然骨相似。提示在众多关节软骨替代材料中,无论是人工合成材料、天然材料、复合材料其生物力学性能各有不同,且目前还无法再造与天然生成的软骨具有相同力学性能的软骨组织。      

异体和自体全厚关节软骨移植的实验研究

异体和自体新鲜全厚关节软骨移植共３２只新西兰兔。异体移植有排斥反应，关节软骨完全吸收，缺损区被宿主新生软骨修复。自体移植的软骨完全有活力，植骨裂隙由新生软骨修复。关节软骨无再生能力，修复软骨来自骨髓松质骨的间充质细胞，术后控制性关节运动能促使软骨生长。新形成的软骨基质不及正常软骨基质质量好，甚至正常软骨与修复软骨间存在裂隙，不能完全融合。     

关节软骨生物力学与力学生物学 2022 年研究进展

关节软骨是动关节内骨表面具有弹性的负重结缔组织,能提供低磨损润滑、缓冲震荡、传递载荷等支撑作用,具有层级纤维复合结构和优异的力学性能。软骨内没有血管、神经和淋巴,代谢缓慢,损伤后难以实现自我修复。目前,高发的关节炎疾病仍是基础与临床研究的一大热点。关节软骨是力学敏感组织,力学环境影响着组织不同方向的发展。2022年,学者们继续对关节软骨的生物力学与力学生物学开展大量研究;对软骨形态、功能与力学状态,以及不同条件下软骨力学状态的研究报道较多;研究设计了一些软骨相关的动物、组织及细胞水平的加载装置,也开展了体外及在体力学载荷下软骨退变、损伤的修复研究,获得了重要的修复方法及手段。关节软骨的生物力学与力学生物学研究是关节炎、软骨缺损及修复的基础,关节软骨损伤修复定量力学条件的影响还需体内和体外深入研究。     

软骨Ⅱ号方对兔骨关节炎软骨承受压缩载荷的影响

目的：设计关节软骨的单向压缩实验,观察以中医学柔肝为治法的中药软骨Ⅱ号方对实验性家兔骨关节炎关节软骨生物力学性能的影响并探讨本方的作用机制。方法：按Hulth法建立家兔骨关节炎动物模型,并随机分为正常组、模型组、西药组（维骨力）、中药组（软骨Ⅱ号方）。用环氧树脂塑造与关节软骨表面紧密贴切的顶盖与底座,顶盖用以提供机器加载时的施力作用面并消除因关节软骨表面平坦度的差异所带来的随机误差,底座用以限制标本的滑动。测试前揩干软骨表面水份,用电子游标卡尺测算标本平均厚度为1.0mm,设定机器的恒定加载形变为0.5mm,恒定加载时间为2min,在AG－100KNA岛津万能试验机下进行单向压缩实验,同时自动描记形变－载荷曲线。结果:民空白组相比,模型组0.5mm形变对应的载荷值及硬度值明显降低（P＜0.05）,与模型组及西药组相比,中药组0.5mm形变对应的载荷值及硬度值明显升高（P＜0.05）。结论：实验设计体现了关节软骨的生物力学性能,软骨Ⅱ号方明显提高了软骨抗压缩载荷的能力,改善了关节软骨的生物力学性能,其机制可能与改善胶原－蛋白多糖的结构有关。     

非周期大强度运动训练对兔关节软骨压凹特性的影响

引言竞技体育运动员在大强度训练后出现关节的疼痛、僵硬、酸软等临床症候。一般认为长期大强度训练将增加骨关节炎的危险[1] 。已有的研究表明长期小至中等强度的周期性运动对关节软骨的结构和生物力学特性无明显影响[2～ 4 ] ,但长期大强度周期性运动则会引起关节软骨剪切模量下降[5] 。但是对于非周期性运动项目 ,特别是篮、排、足球等跑跳项目 ,由于其非周期运动的特点 ,关节软骨将承受冲击、扭转和剪切等载荷 ,长期从事这些运动项目将增加关节软骨损害的发生。因此 ,本研究将采用大强度动物跑跳训练模型 ,观察短期大强度训练对关节软骨…     

张应力对骺软骨生长的形态学和生物力学研究

目的：为临床骨延长术及运动医学提供理论依据。方法：选用新西兰幼兔在股骨远端骺软骨两侧安装外固定支架和力传感器并施加不同张力,观察组织细胞形态变化。另用幼兔新鲜离体股骨,作力学性质测试。结果：４周后张应力使兔股骨增长,骺软骨厚度增加,增殖层和肥大层细胞增生,粗面内质网和毛细血管增生。离体兔股骨随牵张力的增大或间隙时间的增加塑性变形亦增大。结论：在体内较小的张应力能使骺软骨细胞活性增强,实现肢体增长而     

张应力对兔骺软骨作用的生物力学研究

张应力牵拉骺软骨促使肢体延长是近年来广为关注的方法。本文采用２０只新西兰幼兔新鲜离体股骨,在ＩＮＳＴＲＯＮ试验机上作兔骺软骨不同张应力下塑性变形,断裂和应力松驰性质研究,结果发现离体兔股骨随牵张力的增大或间隙时间的增加塑性变形亦增大,应力随时间的增加而近似呈对数曲线下降。     

自动开叉交锁加压髓内钉内固定的生物力学特性的研究

目的：比较股骨干不稳定骨折采用新型交锁加压髓内钉（NLN）和自动开叉光锁加压髓内钉（ALN）内固定的生物力学性能,为临床提供科学依据。方法：采用8具新鲜尸体股骨,以两种不同器械固定,并与常用梅花钉、GK钉进行对照比较,用实验应力分析方法分析它们在生物力学性能上的优劣。结果：自动开叉交锁加压髓内钉力学性能明显优于对照组（P＜0．05）。结论：自动开叉交锁加压髓内钉内固定生物力学性能优越,应力遮挡小,明显优于其它髓内钉。     

人股骨头关节软骨蠕变性能研究

为了解人股骨头关节软骨的力学性能，使用日本产ＡＧ－１０ＴＡ电子万能试验机，进行了软骨拉伸蠕变实验。基於蠕变曲线及归一化蠕变曲线基础，建立了蠕变函数及归一化蠕变函数，蠕变函数值与实验值最大相对误差为１１％，能较好的吻合。     

髌骨软骨拉伸应力松弛蠕变实验研究

目的　研究正常国人 8具新鲜尸体髌骨软骨的力学性质 ,为临床提供生物力学参数。方法　对正常国人新鲜尸体髌骨软骨一维拉伸力学性能和拉伸应力松弛、蠕变粘弹性力学性质进行实验研究。结果　获得了髌骨软骨一维拉伸的破坏载荷、伸长比、张应力、张应变等测试结果 ,以多项式用最小二乘法对拉伸实验数据进行拟合 ,得出了半月板的应力 -应变关系表达式和应力 -应变曲线。还得出了应力松弛、蠕变数据、曲线和归一化应力松弛函数、归一化蠕变函数数据、曲线。对实验数据以最小二乘法进行处理 ,得出了G(t)表达式 ,根据准线性理论得出了半月板的松弛函数K(λ、t)=G(t)T(e) (λ)的表达式。结论　髌骨软骨单向拉伸最大载荷为 3 8.5 4± 4.1 8N ,伸长比为 1 .3 1 2± 0 .0 1 8,张应力为 6.65± 0 .83MPa ,应变为 3 4.0± 3 .6%。应力松弛曲线是以对数关系变化的 ,蠕变曲线是以指数关系变化的     

正常与病态股骨头软骨与半月板粘弹性实验研究

0 引言 关节软骨作为粘弹性体其粘弹性研究国内外学者作了大量工作[1～5],但是动物关节软骨和人尸体正常关节软骨居多.半月板损伤在临床上多见,其损伤原因诸如膝关节受到跌打碰撞等暴力,其损伤往往是弯矩与扭矩联合作用造成.半月板损伤给患者带来很大的痛苦,轻者疼痛,行走功能发生障碍,保守治疗失败后只有切除损伤的半月板.半月板的损伤机理一直是国内外学者研究的重要课题.搞清正常与病态股骨头软骨和半月板的粘弹性力学性质对研究股骨头坏死和半月板损伤具有重要意义.鉴于此作者对正常与病态股骨软骨、正常与病态半月板进行应力松弛、蠕变实验研究,得出了一些重要结论,并对实验结果进行分析讨论.     

半月板垂直荷载的三维光弹性实验研究

用三维光弹性实验方法从生物力学角度研究人体半月板的受力状态及其对荷载传递的特点。半月板除了有衬垫作用外,还具有重要的承载功能,外侧半月板较内侧半月板承载力大,上表面强度大于下表面强度,膝关节囊等软组织在半月板承载中起一定的作用。实验证明,应用光弹性方法对半月板进行研究是可行且有意义的。     

受压状态下关节软骨胶原纤维结构的电镜观察

目的：观察关节软骨在受压后其胶原纤维结构的形态学变化，方法：对12件人股骨头软骨标本进行分组加载，扫描电镜观察胶原纤维结构，结果：受压后，胶原纤维弯曲，随压力增大而加重，甚至断裂，结论：异常高应力负荷可使关节软骨胶原纤维损伤甚至断裂。