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基于断裂力学探讨补肾法影响大鼠股骨近端骨质疏松性骨折裂纹扩展机制的有限元研究

基于断裂力学探讨补肾法影响大鼠股骨近端骨质疏松性骨折裂纹扩展机制的有限元研究
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  • 批准号:81673996
  • 批准年度: 2016年
  • 学科分类:中医骨伤科(H2710) |
  • 项目负责人:林梓凌
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:广州中医药大学
  • 资助金额:60万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2017年01月01日 至 2020年12月31日
  • 中文关键词: 骨质疏松性;骨折;裂纹;扩展;有限元
  • 英文关键词:osteoporosis;fracture mechanics ;tonifying kidney method;crack propagation ;finite element method

项目摘要

中文摘要

断裂力学认为固体材料在应力负荷下产生裂纹破坏,作为生物材料的骨骼更是如此。裂纹扩展是骨质微损伤,微骨折发展到骨质疏松性骨折最关键的中间进程。中药补肾法能有效提高骨质量及骨微结构,但对其干预疏松骨结构破坏的力学机制仍不清楚。研究骨材料结构提升对裂纹扩展的作用是骨质疏松防治在断裂力学方向的重要突破口之一。本项目研究拟①基于骨质疏松大鼠模型进行补肾药物干预,结合微结构材质影像学,研究三维体视计量学参数和三维骨矿含量、骨体积密度等骨密度参数与有限元模型的关系;②根据有限元数据及生物力学参数、断裂失效值、裂纹扩展系数等优化结果,建立基于材料参数与载荷条件等的大鼠股骨骨质疏松断裂风险的多元逻辑回归模型;③通过有限元研究与验证,分析补肾法干预过程中各时间点对大鼠股骨微结构材质及裂纹扩展的断裂力学规律。探明补肾法影响裂纹扩展的作用机制及与骨折的相关性,为防治疏松性骨折的深入研究提供新理论和实验基础。

英文摘要

Under the fracture mechanics there is crack in bone biomaterial, in particular osteoporosis bone. Crack propagation is the key intermediate of osteoporotic fracture process from microdamage, and microfracture. The application of tonifying kidney method of Chinese Medicine can improve bone mineral density and bone trabecular structure, but the effective mechanical mechanism to prevent osteoporotic fractures is still unclear. Improved bone quality may affect the outcome of crack propagation can be an important breakthrough of bone materialogy. So, In present research (1) based on osteoporosis rats model of drug intervention, we combined with the microstructure of material imaging to study fracture mechanics in multidimensional and study the relationship between three-dimensional visual metrology parameters, bone mineral content, bone density parameters and the finite element model;(2) according to the results of the finite element analysis of data, biomechanics material parameters ,fracture failure and crack propagation, we build rat proximal femoral osteoporosis fracture risk of multivariate logistic regression model;(3)through the finite element analysis method and its verification, we investigate all time points in the process of tonifying kidney intervention how to influence rat femoral microstructure material and the variation regularity of crack propagation. To prove the mechanism that method of tonifying kidney affect the action of crack propagation, so as to the correlation with osteoporosis fracture. Finally, to provide new theoretical and experimental research for the prevention and treatment of osteoporosis fracture.

评估说明

    国家自然科学基金项目“基于断裂力学探讨补肾法影响大鼠股骨近端骨质疏松性骨折裂纹扩展机制的有限元研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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