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摘要
背景:目前临床上半月板的损伤较为常见,其可导致严重的膝关节损伤。目前,关于半月板生物力学的研究已有报道,但不同载荷条件下半月板动态仿真模拟生物力学特性的研究还未见报道。目的:应用有限元法仿真模拟并分析不同载荷条件下膝关节半月板的生物力学特性。方法:基于正常成人志愿者膝关节MRI数据建立全膝关节三维有限元模型,通过分别对模型股骨施加300,400及500 N垂直载荷,动态仿真模拟分析步态下膝关节不同屈曲角度时半月板的应力、位移分布及变化情况。结果与结论:(1)在分别载荷300,400及500 N条件下,膝关节正常动态屈曲过程中0°,30°,60°,90°时最大应力点均从内侧半月板后角胫骨附着面前缘移动到外侧半月板前角胫骨附着面后缘;最大位移点均从接近内侧半月板内缘中点的地方移动到外侧半月板前外上缘;且外侧半月板应力及位移范围大于内侧半月板,同时应力及位移分布范围与载荷的大小及屈曲角度大小成正比;(2)结果表明,膝关节半月板三维有限元模型可以有效的动态仿真模拟半月板在不同载荷条件下的受力及位移分布情况,可为临床中半月板损伤机制的推测提供依据。
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