利用概率损伤模型研究骨组织中微损伤的发展

摘要

骨中微损伤的形成是能量耗散的一种主要机制,并起到韧化骨组织的作用。该研究提出了一个新的矿物质-胶原复合材料的随机损伤模型,结合随机场理论与有限元算法,证明了骨成分超微结构和材料特性对微损伤的发展有着显著的影响。骨组织中,矿物质-胶原纤维界面间的脱离,使得应力集中区域扩散,因此微损伤倾向于发展成为扩散损伤;而当矿物质与胶原纤维结合良好时,微损伤更容易发展成为线性微裂纹。此外,骨组织的矿化程度越高,微损伤形成的区域越大,从而有形成扩散损伤的趋势。该研究方法可以帮助我们进一步理解骨成分超微结构和材料特性对损伤发展的影响,从而提供一个平台来探索骨质疏松和老年性骨折的机制。