中国组织工程研究 ›› 2010, Vol. 14 ›› Issue (15): 2688-2691.doi: 10.3969/j.issn.1673-8225.2010.15.007
• 软骨组织构建 cartilage tissue construction • 上一篇 下一篇
张春秋1,2,樊瑜波1,孙明林3,武 汉4
Zhang Chun-qiu 1,2 , Fan Yu-bo1, Sun Ming-lin3, Wu Han4
摘要:
背景:通常使用的加载装置或反应器有灌流式生物反应器、液压系统、直接动态压缩装置、剪切系统、拉伸装置或其中部分的组合。以上每一种载荷单独作用都没有实现软骨功能化培养,但即使是这几种的组合也不足以表征软骨的力学状态,构建的软骨功能与天然软骨仍有较大差距。 目的:首次提出和研制了一种用于关节软骨构建的滚压加载装置,并在滚压加载条件下分析软骨的受力状态。 方法:该装置包括滚动控制系统和压缩调节机构。滚动控制系统通过步进电机、丝杠控制辊子滚动速度,由齿轮和齿条啮合形成辊子纯滚动,辊子能够以均匀速度滚过培养物。压缩调节机构通过楔形滑块的相对滑动可以保证工作面平行升降,从而可以对培养物产生均匀、可调的压缩量。 结果与结论:该装置对培养物提供了滚压的力学条件,使培养物处于动态压缩变形和剪切变形的复合加载过程。在滚压的力学条件下,有限元分析表明培养物受到复杂力学状态。培养物浅表层受到交替出现的压力、拉应力;中层在滚动方向平面内应力与表面有一定夹角,角度由-45°~+45°呈周期变化;深层处应力都为压应力,与3个坐标轴方向接近。该装置的加载运动方式与关节的运动方式一致,滚压加载可能有利于功能化关节软骨结构、功能的构建。
中图分类号: