换一批全身低载高频振动参数交互作用下松质骨力学行为的模拟研究
Numerical simulation study for mechanical behavior of cancellous bone under interaction of parameters of low-magnitude high-frequency vibration
摘要目的:研究在全身低载高频振动(low-magnitude high-frequency vibration,LMHFV)参数交互作用下松质骨的力学行为,以为临床治疗废用性骨质疏松提供理论指导.方法:选取股骨中段松质骨通过Mimics软件进行三维重建,并将其导入Comsol软件中建立三维流固耦合有限元模型.设定12种振动方案(振动加速度幅值a为0.015×g、0.02×g、0.03×g,振动频率f为30、45、60、100 Hz)进行模拟研究,分析LMHFV参数交互作用下松质骨的流体力学微环境、应力及变形位移的分布规律.结果:骨小梁表面骨髓流速及其变形位移随a增加而增大,随f增加而减小.在振动方案(0.015×g/0.02×g/0.03×g,30 Hz)下,骨小梁产生的变形位移平均值较高.在LMHFV参数范围(0.02×g～0.03×g,30～35 Hz)内,骨小梁的von Mises应力值较高.结论:全身LMHFV可显著改善松质骨的受力及流体力学环境,临床上可通过合理调控LMHFV参数来提高力介导的成骨细胞生物活性,进而促进骨生成.
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关键词
LMHFV力学行为松质骨有限元模型骨质疏松low-magnitude high-frequency vibrationmechanical behaviorcancellous bonefinite element modelosteo-porosis
分类号
R318（医用一般科学）
栏目名称
DOI
10.19745/j.1003-8868.2024125
发布时间
2024-08-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
国家自然科学基金（12072235）
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