Ефекти на зависими и независими от потока вискозно-еластични механизми върху релаксацията на напрежението в ставния хрущял

Ст. Стойчев, С. Николов

Abstract: Ставният хрущял е носещ материал, който покрива краищата на костите на синовиалните стави. Твърдата фаза на ставният хрущял се състои главно от сложни макромолекули, включително колаген и протеогликани. Течната фазата запълва порите на твърдата фаза. Реологичното поведение на ставния хрущял зависи от вътрешното взаимодействие между деформацията на твърдата матрица и интерстициалната течност. По този начин, вискозно-еластичните свойства на ставния хрущял се формират от (1) дифузионното съпротивление на относителната скорост между интерстициалната течност и твърдата матрица или зависим от потока механизъм и (2) присъщите вискозно-еластични свойства на твърдата матрица или независим от потока механизъм. Това проучване имаше за цел да оцени и двата механизма като принос за релаксация на напрежението в ставния хрущял.
Математическият модел на компресия на ставния хрущял е разработен с помощта на линейния двуфазен модел на Mow et al. [1]. Кривите напрежение-време бяха изчислени с помощта на квазилинейния вискозно-еластичен модел на Fung.
Оценка беше разгледана въз основа на експерименталните данни на Soltz и Ateshian [2].
Нашите резултати показват, че линейната двуфазна теория на Mow et al. не описва адекватно релаксацията на напрежението, т.е. зависимият от потока вискозно-еластичен механизъм не е в състояние самостоятелно (съвпадение 41,4 % на теоретичните и експериментални данни), да обхване механизма за релаксация на напрежението след стъпаловидно натоварване. Обсъжда се взаимовръзката между вискозно-еластичността и пропускливостта на твърдата матрица.

Keywords: ставен хрущял; релаксация на напрежението; вискозно-еластични механизми

Date published: 2023-02-02