植入软骨替代物的固定和力学性能-最近发表的三篇论文综述

由创伤、疾病或关节不稳定引起的膝关节部分和全层软骨病变是影响所有年龄人群的常见疾病。植入软骨替代物(ICR)有潜力克服传统治疗方法的局限性，是恢复关节功能的一种有前途的方法。尽管在工程软骨组织方面取得了一些成功，但与天然关节软骨(AC)相比，ICR的生物力学和生化特性较差，组织的固定和整体修复质量仍然不足重大临床挑战。

采用轴对称双相膨胀有限元(FE)研究了低模量、低蛋白聚糖含量和界面缺乏整合对膝关节移植ICR力学环境的影响。与完整关节相比，不同阶段软骨之间的负荷分配受到ICR性能较差的影响。ICR/原生AC界面的相对滑动分析表明，当受到轴向载荷时，性能较差的种植体比理想的种植体更不会破坏整体修复过程。

Vahdati,。，瓦格纳,D.R。”组织工程软骨在人胫股关节内移植的有限元研究，生物力学与生物医学工程中的计算机方法，2012,15 (11)，pp. 1211-1221。

http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10255842.2011.585974#.UkhpIoZmiSo

在第一个研究中，由于模型仅限于界面完全集成或不集成的情况，因此无法探索界面处的分层过程。因此，在接下来的研究中，进行了三维有限元分析，以研究纤维蛋白粘合剂在滑动载荷等条件下的损伤。

基于已发表的实验数据，用带系数的内聚区模型来表示纤维蛋白在界面处的损伤和破坏。本研究结果表明，单独使用纤维蛋白胶可能不足以承受体内的生理负荷，而纤维蛋白胶与软骨细胞结合可以有效地防止界面损伤。结果还表明，纤维蛋白在离轴加载过程中主要发生剪切破坏。

Vahdati,。，瓦格纳,D.R。”天然软骨与组织工程软骨黏结所需力学性能的研究。机械工程学报，2012,34 (11)，pp. 111004。

http://biomechanical.asmedigitalcollection.asme.org/mobile/article.aspx?articleid=1656940

最后，进行了第三项FE研究，以评估几种重要的种植材料和几何特性对ICR与原生组织之间粘连失败的影响。本研究结果表明，ICR的大小和材料特性对将植入物粘附到原生组织的纤维蛋白的失效有显著影响。在未来，这些研究的结果可能用于改进种植体设计和手术技术，并最终帮助研究人员开发更有效和成功的长期生物关节修复。

Vahdati,。，瓦格纳,D.R。”种植体尺寸和力学性能对软骨种植体与原生组织粘连破坏的影响。生物力学杂志。第46卷，第9期，2013年，第1554-1560页。

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021929013001358