体育科学
體育科學
체육과학
China Sport Science
2013年
1期
72~77
,共null页
膝关节 交叉韧带 一维拉伸 应力松弛 实验 生物材料力学 特征
膝關節 交扠韌帶 一維拉伸 應力鬆弛 實驗 生物材料力學 特徵
슬관절 교차인대 일유랍신 응력송이 실험 생물재료역학 특정
Cruciate ligament ; Vera stretch experiment ; Stress relaxation experiments ; Mechanical characteristics of biological materials
目的：通过对膝关节交叉韧带进行生物材料力学的实验研究，为分析其损伤机理、防治、修复、人工材料置换等提供依据。方法：取膝关节无病变，年龄在25～35岁之间的成年男性左、右膝关节前交叉韧带（ACL）与后交叉韧带（PCL），共计24条。将ACL分为前内束（AMB）与后外束（PLB），PCL分为前外束（ALB）与后内束（PMB），并进行冰冻切片，制作标准试件后，使用上海大学力学实验中心“生物材料力学性能测试系统”完成“一维拉伸试验”与“应力松弛试验”。实验数据经统计学处理，进行：1）左、右ACL与PCL相同各部分之间比较；2）ACL各部分之间比较；3）PCL各部分之间比较；4）ACL各部分与PCL各部分之间比较。结果：1）左、右膝关节ACL、PCL各部分之间比较均没有显著性差异；2）1S应力松弛率PMB最大，其次为PLB、ALB、AMB；100S应力松弛率PMB最大，其次为PLB、AMB、ALB，比较结果均呈高度显著性差异（P〈0．01）；3）在被拉伸至2％时，AMB显著性大于PLB（P〈O．05）；在被拉伸至4％时，ALB显著性大于AMB（P〈0．05）；ALB高度显著性大于PI且（P〈0．01）；在被拉伸至6％和8％时，ALB显著性大于AMB（P〈0．05）；4）ACL与PCL各部分的拉伸刚度、弹性模量、破坏应力3项指标没有显著性差异（P〉0．05）；5）PLB与PMB破坏应变显著性大于AMB与ALB（P〈0．05）。结论：1）人类膝关节ACL与PCL生物材料力学特征没有侧别差异；2）PMB与PIB的粘性较大，屈曲性较强，具有较好调整负荷的能力，是运动损伤不易发生的材料学原因之一；3）AMB在被拉伸的初始阶段对载荷反应较强，ALB随着材料的被拉伸长度的增加，对负荷的反应呈现逐渐增强的现象；4）由于ACL与PCL来源相同、组织结构相似，故其材料力学特征相同，在生理受力范围内，其抗拉伸能力差异不大。
目的：通過對膝關節交扠韌帶進行生物材料力學的實驗研究，為分析其損傷機理、防治、脩複、人工材料置換等提供依據。方法：取膝關節無病變，年齡在25～35歲之間的成年男性左、右膝關節前交扠韌帶（ACL）與後交扠韌帶（PCL），共計24條。將ACL分為前內束（AMB）與後外束（PLB），PCL分為前外束（ALB）與後內束（PMB），併進行冰凍切片，製作標準試件後，使用上海大學力學實驗中心“生物材料力學性能測試繫統”完成“一維拉伸試驗”與“應力鬆弛試驗”。實驗數據經統計學處理，進行：1）左、右ACL與PCL相同各部分之間比較；2）ACL各部分之間比較；3）PCL各部分之間比較；4）ACL各部分與PCL各部分之間比較。結果：1）左、右膝關節ACL、PCL各部分之間比較均沒有顯著性差異；2）1S應力鬆弛率PMB最大，其次為PLB、ALB、AMB；100S應力鬆弛率PMB最大，其次為PLB、AMB、ALB，比較結果均呈高度顯著性差異（P〈0．01）；3）在被拉伸至2％時，AMB顯著性大于PLB（P〈O．05）；在被拉伸至4％時，ALB顯著性大于AMB（P〈0．05）；ALB高度顯著性大于PI且（P〈0．01）；在被拉伸至6％和8％時，ALB顯著性大于AMB（P〈0．05）；4）ACL與PCL各部分的拉伸剛度、彈性模量、破壞應力3項指標沒有顯著性差異（P〉0．05）；5）PLB與PMB破壞應變顯著性大于AMB與ALB（P〈0．05）。結論：1）人類膝關節ACL與PCL生物材料力學特徵沒有側彆差異；2）PMB與PIB的粘性較大，屈麯性較彊，具有較好調整負荷的能力，是運動損傷不易髮生的材料學原因之一；3）AMB在被拉伸的初始階段對載荷反應較彊，ALB隨著材料的被拉伸長度的增加，對負荷的反應呈現逐漸增彊的現象；4）由于ACL與PCL來源相同、組織結構相似，故其材料力學特徵相同，在生理受力範圍內，其抗拉伸能力差異不大。
목적：통과대슬관절교차인대진행생물재료역학적실험연구，위분석기손상궤리、방치、수복、인공재료치환등제공의거。방법：취슬관절무병변，년령재25～35세지간적성년남성좌、우슬관절전교차인대（ACL）여후교차인대（PCL），공계24조。장ACL분위전내속（AMB）여후외속（PLB），PCL분위전외속（ALB）여후내속（PMB），병진행빙동절편，제작표준시건후，사용상해대학역학실험중심“생물재료역학성능측시계통”완성“일유랍신시험”여“응력송이시험”。실험수거경통계학처리，진행：1）좌、우ACL여PCL상동각부분지간비교；2）ACL각부분지간비교；3）PCL각부분지간비교；4）ACL각부분여PCL각부분지간비교。결과：1）좌、우슬관절ACL、PCL각부분지간비교균몰유현저성차이；2）1S응력송이솔PMB최대，기차위PLB、ALB、AMB；100S응력송이솔PMB최대，기차위PLB、AMB、ALB，비교결과균정고도현저성차이（P〈0．01）；3）재피랍신지2％시，AMB현저성대우PLB（P〈O．05）；재피랍신지4％시，ALB현저성대우AMB（P〈0．05）；ALB고도현저성대우PI차（P〈0．01）；재피랍신지6％화8％시，ALB현저성대우AMB（P〈0．05）；4）ACL여PCL각부분적랍신강도、탄성모량、파배응력3항지표몰유현저성차이（P〉0．05）；5）PLB여PMB파배응변현저성대우AMB여ALB（P〈0．05）。결론：1）인류슬관절ACL여PCL생물재료역학특정몰유측별차이；2）PMB여PIB적점성교대，굴곡성교강，구유교호조정부하적능력，시운동손상불역발생적재료학원인지일；3）AMB재피랍신적초시계단대재하반응교강，ALB수착재료적피랍신장도적증가，대부하적반응정현축점증강적현상；4）유우ACL여PCL래원상동、조직결구상사，고기재료역학특정상동，재생리수력범위내，기항랍신능력차이불대。
Objective： Conduct experimental mechanical biomaterials study on the knee cruclate ligament. Provide basis for the analysis of injury mechanism, prevention, and materials replacement after injury. Methods ： Take 24 anterior ACL and posterior PCL ligaments of non -- lesions knees from adult males of age from 25 to 35. Divide ACL into AMB and PLB,PCL into ALB and PMB. Prepare standard testing pieces by frozen sections. Conduct Vera stretch tests and Stress relaxation tests and make comparison of different parts of ACL and PCL Results ： 1 ） There is no significant difference within different parts of the ACL and PCL. 2） For the relax ation rate within 1 second, PMB has the maximum value, followed by PLB, ALB and AMB; For the relaxation rate within 100 seconds, PMB has the maximum value, followed by PLB, AMB and ALB. The comparison results are significantly different （P 〈 0. 01 ）. 3 ） When the stretch reaches 2 ~, the significant difference for AMB is greater than that of PLB（P〈0. 05） When it reaches 4%, the significant difference for ALB is greater than that of AMB （P〈 0. 05） ; the significant difference for ALB is greater than that of PLB （P〈0.01） ;When it reaches 6 % and 8 %, the significant difference for ALB is greater than that of AMB（P〈0.05）. 4） Comparison of the tensile stiffness, the elastic modulus and the fracture stress for each part of ACL and PCL does not show significant difference （P〉 0.05）. Conclusion： 1） There is no significant difference in the biomechanical characteristics for ACL and PCL of human knee cru ciate. 2） The viscoelasticity is relatively large, and the buckling and stretching ability is rela tively strong for PMB and PLB. 3 ） In the initial stage of tensile, the AMB shows strong response to the external load~ With increase of the stretched length, the load response of ALB increases gradually. 4） In the range of physiological stress, there is no significant differences in the tensile stiffness for ACL and PCIL.
