磁场对兔子骨骼力学性能的影响

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1、专业学位硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：磁场对兔子骨骼力学性能的影响论文题目(英文)：TheInfluenceofMagneticfieldontheMechanicalPropertiesofRabbitbone研究生姓名：王越学位类别：专业学位专业名称：机械工程导师姓名职称：居来提·买提肉孜副教授论文答辩日期2015年月日学位授予日期2015年月日新疆大学硕士研究生毕业论文摘要现阶段骨性关节炎(Osteoarthritis，OA)在人类中老年阶段发病率较高，现代医学实验已经证明，患有前中期的骨性关节炎患者，

2、用物理学的方法进行干预是一种可行性方法。其中，用电磁场对骨性关节炎进行干预就是众多物理学方法的一种。随着当代磁场生物学研究的理论基础不断深入，其研究成果将不断的应用到实践当中。在生物力学中的一个重要分支就是骨生物力学，它是研究骨骼遭受外力后的生物效应和骨组织在外力作用下的力学特性，是判断一个骨骼优劣的基础参考依据。所以本文通过研究兔子股骨各骨质层体积的变化以及对股骨力学性能的评估，并运用COMSOL软件进行仿真模拟兔子股骨周围磁场分布。结合实验数据与仿真结果分析磁场的作用对患骨性关节炎兔子股骨的影响。本次实验将3只新西兰大

3、白兔随机的分为两组：实验组（2只）与对照组（1只）。实验组对成年新西兰大白兔的右后腿股骨关节腔注射浓度为3%的木瓜蛋白酶使其破坏关节软骨，建立典型的OA模型，然后将实验组的兔子放入磁疗箱进行物理干预，对照组正常饲养不参与实验。接着通过医学影像CT扫描获取兔子股骨各骨质层的体积，常规股骨生物力学实验获取有相关力学性能参数，之后对股骨骨质层体积与力学实验数据进行整合与分析。最后利用有限元的方法对实验结果进行仿真，得出兔子股骨处磁感应强度大小与磁场分布。与实验测的数据进行比较，仿真结果与实验数据基本吻合。通过CT扫描结果可以看出

4、在打药后用75Hz磁场物理干预的兔子的右后腿股骨的各骨质层的变化趋势曲线相比用25Hz的曲线趋势更趋于对照组；通过三点弯曲实验的结果可以看出用75Hz磁场物理干预的兔子右后腿股骨的最大承载载荷、断裂强度以及最大弯曲正应力均高于25Hz磁场干预的兔子。结论：75Hz的磁场在修复OA兔子的效果上更优于25Hz的磁场。关键词：骨质层三点弯曲试验力学性能COMSOL仿真I新疆大学硕士研究生毕业论文AbstractCurrentlyosteoarthritis(Osteoarthritis,OA)isadegenerativedis

5、ease,mainlyinelderlypatients,Theclinicalexperimentshaveprovedthattheformerpatientswithosteoarthritis,Interventionwithphysicsapproachisafeasiblemethod.Amongthem,theelectromagneticfieldsofosteoarthritisinterventionisakindofphysicsmethod.Alongwiththecontinuouslygodee

6、pintocontemporarybiologystudiesthetheoreticalbasisofmagneticfield,itsresearchresultswillbeappliedtopractice.Bonemechanicsisanimportantbranchofbiomechanics,Studyofmechanicalpropertiesofbonetissueundertheactionofexternalforceandthebiologicaleffectofbone,isabasisofre

7、liableevaluationofbone.Sointhispaper,throughthestudyofrabbitfemoralbonevolumeandchangesoffemoralmechanicalperformanceevaluation,andusingCOMSOLsoftwaresimulationmagneticfielddistributionaroundtherabbitfemoral.Combinedwiththeexperimentaldataandtheresultsofsimulation

8、analysisoftheeffectofmagneticfieldontheriskofosteoarthritisrabbitfemoralimpact.ThisexperimentthreeNewZealandwhiterabbitwererandomlydividedintotwogroups: