颞下颌关节滑液循环与腔内三维流场的动态仿真研究

颞下颌关节是承担口颌系统各项复杂运动的负重关节，关节各组分在功能运动中的精确力学分布规律和关节滑液的动力学特性仍有待深入研究。本项目拟采用计算流体动力学、影像学、分子生物学手段和临床关节病诊治技术，从模型建立、临床校验、诊疗应用三个层面，结合颞下颌关节紊乱病突发性严重绞锁、关节盘穿孔、骨关节炎等典型病理状态，将滑液在关节腔和软骨内外的循环流动进行三维数值模拟，初步建立生理和病理条件下动态的关节力学仿真体系，研究在下颌骨功能运动时关节腔内的流体力学变化规律和滑液循环模式，及其对关节滑膜细胞MAPK信号通道的影响。本研究的目的在于揭示颞下颌关节滑液的流体力学运动规律，有助于阐明颞下颌关节紊乱病各种表现的病理生理机制，为关节组织的细胞-分子生物力学的深入研究提供依据，同时，也将丰富流体力学在口腔领域的相关理论和知识。

颞下颌关节是承担口颌系统各项复杂运动的负重关节，关节各组分在功能运动中的精确力学分布规律是目前研究的热点问题。滑液既是关节腔内外物质交流的媒介，也在运动中起到润滑、营养、传导应力等重要作用，其生物力学特性仍有待深入研究。基于课题组长期以来对关节内压的研究基础，本项目针对颞下颌关节紊乱病中“高压”、“低压”和“反压”三种不同的生物力学分类，采用计算流体动力学、影像学、分子生物学手段和临床关节病诊治技术，分别建立了正常颞下颌关节,关节盘穿孔、骨关节炎等典型病理状的三维数值模拟，在国际上首次建立了生理和病理条件下动态的关节力学仿真体系。. 实验结果表明：在张口运动中，颞下颌关节上腔中的滑液在“髁突-关节盘”复合体的作用下，沿着关节盘上表面向前下方流动进入前间隙；沿着关节囊内壁，在关节腔前端折返，顺着颞骨关节窝软骨面流向后上方；随后，滑液在髁突前斜面与关节前结节后斜面所形成的狭窄处分流进入关节上腔后间隙，形成了逆时针循环，在关节上腔的前后间隙中均可能形成涡流。闭口运动中的滑液循环方向则相反。关节上腔前间隙的滑液压力在张口初达到最大，滑液压力在关节盘病变区域易形成应力集中而导致关节疾患难以自愈。我们也建立了一系列颞下颌关节灌洗术数值模型，分别考察病变类型、灌洗的器械、手术的部位、灌洗的压力等对手术疗效的影响，提出了基于影像学和流体动力学的个性化颞下颌关节调压治疗技术，并进行了前瞻性的多中心大规模临床研究验证，有助于对不同生物力学类型的颞下颌关节紊乱病做出个性化的诊断和治疗方案，显著提高了疗效。. 本研究的目的在于揭示颞下颌关节滑液的流体力学运动规律，有助于阐明颞下颌关节紊乱病各种表现的病理生理机制，为关节组织的细胞-分子生物力学的深入研究提供依据，同时，也丰富了流体力学在口腔领域的相关理论和知识。