骨具有力电性质,即骨内应力产生电位的现象—SGP s(stress-generated potentials)。SGP产生于两种机理—压电效应和动电现象,其中干骨具有明显的压电效应,而对于湿骨和活体骨动电效应起主导作用。SGP不同于体内生物电(心电、脑电和肌电等),它和体内新陈代谢无关,不但存在于生命状态的骨中也存在于非生命状态的骨中。也就是说SGP只和骨的化学成分、物理结构和几何结构有关。目前认为,应力促进骨重建的原因是应力在骨内产生电位,正是这种电位引起细胞反应导致骨生成,进而认为既然应力产生的电位促进骨重建,那么不加应力而是外加电信号也将引起细胞反应达到促进骨重建的目的。这在临床医疗方面尤其是对骨折、骨缺损的预防和治疗方面具有重要意义。对于骨力电性质研究的目的也扩展到骨移植领域。所以有必要对骨的力电性质进行研究。本文通过实验对骨压电性质进行了初步性探索。骨的压电信号是一种微弱电信号,多在-10mV~+10mV之间,为了将微电信号和载荷信号准确、同步地输入计算机进行数据分析,采用为带有前置放大器(SUPER-Z)的高阻抗生物放大器BMA-931(输入阻抗大于1015?)进行采集。实验对5件不同的牛骨试样进行了测试,5件试样分别在开口前、开口后、疲劳出裂纹后测得压电信号。在不同的加载条件下产生的电压信号不同。对测试数据进行分析总结,从实验中证实了骨材料具有压电性质。载荷波形的加载段对应压电电压信号的尖峰,而卸载时则有一反向尖峰。电压尖峰的上升时间(或下降时间)与加载(或卸载)段的时间相同。因为两对电极对称,观察产生的压电电压信号也是对称的或者反对称的。电极周围应力除切应力外,其余应力大小相等,方向相同。而切应力的大小相同,方向却相反,压电信号呈现出与切应力相对应的规律。从未开槽口到开槽口,再到疲劳裂纹,导电胶周围切应力变化很大,且呈现减小趋势,而压电电压信号的大小呈现相同的规律,并且基本与切应力成正比关系。对应出现裂纹的情况,试件可能产生了塑性变形或裂纹与电极不对称,弹性计算的结果与实验得到的数据不是很吻合,靠近裂纹处的电极的压电信号变大。加载的稳态过程,压电信号呈逐渐衰减的特点。松弛时间为0.1s-0.4s,压电信号最终衰减为零。