基于斷裂力學的應力性骨折研究現狀

金成春 綜述， 王德平， 馬 輝 審校

(1. 海軍軍醫大學第三附屬醫院骨科，上海 201805; 2. 同濟大學材料科學與工程學院，上海 201804)

應力性骨折亦稱疲勞性骨折，是由于小于骨骼強度極限的反復循環應力、持續作用于骨骼某一部位，使骨小梁骨折和骨骼內部結構發生破壞，長期積累造成應力性骨折[1]。骨由骨密質和骨松質組成，后者由骨小梁構成，骨所承受的張力和壓力的方向與骨小梁的排列一致，因此骨小梁能承受較大的外載荷面積及骨局部承受的應變能力也不盡相同。骨組織在低負荷持續刺激下，骨強度降低；在最大載荷作用下，則由彈性形變轉變為斷裂形變，從而導致骨的疲勞斷裂。而斷裂力學是研究含裂紋構件裂紋的平衡、擴展和失穩規律的一門科學。斷裂力學在航空、機械、化工、造船、交通和軍工等領域里都有廣泛的應用前景，是一門具有高度實用價值的學科。20世紀60年代以來，國外開始應用斷裂力學觀點研究骨折的原理，認為斷裂力學對研究骨的破壞是有意義的，斷裂力學試驗方法同樣適用于骨的斷裂研究。基于斷裂力學研究骨骼的疲勞裂紋擴展逐漸成為研究的熱點之一，因此有必要就斷裂力學在應力性骨折中的研究進展進行綜述。

1 發病機制

1.1 應力學說

斷裂力學主要從宏觀力學角度出發，研究缺陷或裂紋的物體在外界條件(如負荷、高溫、中子輻射等)作用下微觀裂紋的擴展、結構的失穩定和止裂等規律，是半個世紀來逐漸發展的一門新的學科?！?br>