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

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.

关键词：LMHFV、力学行为、松质骨、有限元模型、骨质疏松

所属期刊栏目：45

分类号：R318(医用一般科学)

资助基金：国家自然科学基金12072235

在线出版日期：2024-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：17-23