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骨替代材料 |
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羟基磷灰石 |
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弹性模量 |
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力学相容性 |
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任朝峰 |
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Article by D. W. |
动态载荷下羟基磷灰石骨替代材料刚度的力学相容性
任朝峰①, 侯振德①*, 赵巍①②
① 天津大学力学系, 天津 300072; ② 唐山学院基础部, 唐山 063000 *
羟基磷灰石骨替代材料被植入人体后骨组织在其内部生长, 它的强度、刚度会逐渐增加. 其力学相容性是指成为活体骨的一部分后, 其力学性质应与周围骨组织的力学性质一致. 由于骨的力学性质与应变率相关, 骨替代材料的力学相容性既包括静态也包括动态力学性质. 应用分离式霍普金森压杆实验技术(SHPB)研究了羟基磷灰石骨替代材料、不含有机物的牛骨和含有机物的牛骨动态力学性质, 测量了 3 种试样在冲击载荷下的应力-应变曲线, 比较分析了 3 种材料的弹性模量的差别, 以判断胶原纤维的作用. 将羟基磷灰石骨替代材料看作颗粒复合材料, 估计了植入体内后其弹性模量的变化, 判断其动态刚度方面的力学相容性. 确定所研究的羟基磷灰石骨替代材料的孔隙率在0.8左右时有利于刚度方面的相容性.
天津市应用基础研究计划资助项目(批准号: 05YFJMJC10500)