Bi-material attachment through a compliant interfacial system at the tendon-to-bone insertion site.
Bi-material attachment through a compliant interfacial system at the tendon-to-bone insertion site.
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DOI：
10.1016/j.mechmat.2011.08.005
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发表时间：
2012-01
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Genin GM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu YX;Thomopoulos S;Birman V;Li JS;Genin GM
肌腱与骨的连接是自然界中最大的界面材料不匹配之一，从界面工程的角度来看，这是一个异常现象。在工程实践中，可以通过对成分、微观结构和力学性能的平滑插值来减少双材料界面处产生的有害应力集中。然而，在正常发育之后，肩袖肌腱-骨“插入部位”呈现出比肌腱或骨更顺应的界面区。该顺应区在愈合后不会再生，并且其缺失可能是在插入部位（例如肩部肩袖处的插入部位）的自然愈合和术后愈合后观察到的不良结局的原因。在这里，我们提出了数值模拟的结果，提供了这样一个看似不合逻辑，但有效的界面系统的理由。通过数值优化的数学模型的插入网站，我们表明，可以减少应力集中的仿生材料性能的分级。我们的研究结果提出了一种新的方法，功能分级最大限度地减少应力集中在接口。
The attachment of tendon to bone, one of the greatest interfacial material mismatches in nature, presents an anomaly from the perspective of interfacial engineering. Deleterious stress concentrations arising at bi-material interfaces can be reduced in engineering practice by smooth interpolation of composition, microstructure, and mechanical properties. However, following normal development, the rotator cuff tendon-to-bone “insertion site” presents an interfacial zone that is more compliant than either tendon or bone. This compliant zone is not regenerated following healing, and its absence may account for the poor outcomes observed following both natural and post-surgical healing of insertion sites such as those at the rotator cuff of the shoulder. Here, we present results of numerical simulations which provide a rationale for such a seemingly illogical yet effective interfacial system. Through numerical optimization of a mathematical model of an insertion site, we show that stress concentrations can be reduced by a biomimetic grading of material properties. Our results suggest a new approach to functional grading for minimization of stress concentrations at interfaces.
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影响因子：
2.8
作者：
Das, Rosalina;Rich, Jason;Kim, H. Mike;McAlinden, Audrey;Thomopoulos, Stavros
通讯作者：
Thomopoulos, Stavros
影响因子：
2.9
作者：
Genin, GM;Hutchinson, JW
通讯作者：
Hutchinson, JW
DOI：
10.1080/10255840802078030
发表时间：
2008-01-01
影响因子：
1.6
作者：
Buehler, Markus J.;Ackbarow, Theodor
通讯作者：
Ackbarow, Theodor
影响因子：
2.4
作者：
MATYAS, JR;ANTON, MG;FRANK, CB
通讯作者：
FRANK, CB
DOI：
10.1111/j.1151-2916.1997.tb02971.x
发表时间：
1997-05-01
影响因子：
3.9
作者：
Genin, GM;Hutchinson, JW
通讯作者：
Hutchinson, JW