纤维的体积与材料特性以及髓核横截面积对椎间盘力学行为的影响研究

在不同研究中纤维的材料特性、体积比例以及髓核的横截面积比例差异很大,而这些因素对椎间盘力学行为的影响尚不明确。通过建立不同参数的椎间盘有限元模型研究椎间盘在压力、压力与角位移或压力与扭矩等载荷下的压力、高度变化、转动角度、应力和应变。结果发现,纤维材料特性对椎间盘力学行为有很大影响,特别是对转动角度的影响尤为显著。当纤维体积比例较小时,其变化对椎间盘的旋转角影响很大。髓核的面积比例对椎间盘力学行为的影响相对较小。在合理范围内通过适当调整纤维的弹性模量或体积比例,可以得到能够模拟正常椎间盘力学行为的模型。在椎间盘有限元模型中髓核的面积比例在25%～50%内是合理的。本文为椎间盘有限元模型创建和椎间盘退化机制研究提供了指导和参考。