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人眼与兔眼虹膜组织力学特性的相关性分析
把我们测得的人眼虹膜组织力学性质参量与兔眼虹膜组织的力学性质参量进行了相关性分析,结果表明:就整体而言,人眼虹膜与兔眼虹膜力学特性极为相近,没有显著差异.此结果提示人们,在研究人眼虹膜的力学特性时,采用兔眼虹膜作为标本是合适的,但需要进行必要的修正.这可以大大地降低研究成本.
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“双拐”在股骨头坏死修复中的作用
股骨头坏死后,一般其力学性质和结构发生明显变化.骨小梁网架断裂、卷曲、重叠、变性、间隙改变及骨架吸收溶解成变异,直至囊变、崩解、硬化、增生肥大等.由于固有结构破坏,对变形吸收能力也相对减少,因而,降低了其承载能力.又因无论坏死股骨头的刚度减小或增大,在坏死局部边缘都将出现应力集中现象,更进一步降低了其负荷能力.股骨头的变形及间隙的改变,也会是髋关节受力异常.
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布带的力学性能测试分析
布带的约束力是夹板固定力的直接来源,在布带的约束力作用下,骨折的远近端与夹板连接成一个整体,恢复了肢体骨干的杠杆作用.使伤肢在骨折治疗过程中能进行适当的功能活动,促进骨折的愈合和功能的恢复.而布带对夹板的约束力是依靠布带的张力来维持的,所以布带在张力状态下的力学性质决定着夹板固定的稳定性及并发症的发生率[1].本实验对布带在拉伸载荷下进行测定,以确定其相应载荷下的变形和蠕变特性.1材料与方法布带由天津医院小夹板治疗中心提供.测量布带的长度,采用"负荷法",即在一定的外力(0.5kg)作用下测量.因布带的宽度和厚度测量比较困难且不精确,所以本实验便数出了布带的组成纤维数目(90根).应用自制的加载装置,分别进行了布带的拉伸和蠕变测试.
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股骨颈骨折三钉固定法佳布局及其力学分析
采用三根鳞纹钉交叉内固定治疗股骨颈骨折,具有多方向固定的特点,故抗旋抗扭力强.其损伤小,固定可靠,骨折愈合快,股骨头缺血性坏死率低,可谓目前国内外股骨颈骨折内固定术中较新而优的方法之一.基于三钉固定法确切的临床疗效及其固定特点,为了寻求三根鳞纹钉的佳组合方式与布局,探明其力学机理,本文采用电测法研究三根钉在不同体位与不同组合方式下的应力状态,同时,应用机械测试方法测定各种条件下股骨头的垂直位移量,以探析其力学性质.
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纸压垫的力学性能测试和优化分析
纸压垫是夹板局部外固定系统的重要组成部分,它把布带的约束力和夹板的弹性固定力转变为纠正和防止成角或侧方移位的直接效应力。是小夹板局部外固定治疗骨折的主导力量和精髓。纸压垫的放置将改变夹板固定力的均匀分布状态,大大提高纸压垫放置部位的效应力值(1.4～1.95倍)[1],有效的对抗骨折的移位倾向力和维持人体骨骼的正常生理弧度。因此针对骨折移位的倾向,合理地放置纸压垫,将能起到固定骨折和纠正残余畸形的效果。所以说纸压垫的正确应用和合理选材是小夹板局部外固定治疗骨折所不容忽视的重要问题。临床常用的由毛头纸折叠而成的纸压垫,在长期的临床实践中证明,其效果是确实可靠的。但其力学性质如何,尚未见有报道。本实验将通过对纸压垫的抗压测试,以确定纸压垫的力学统计参数(如弹性模量E等)和压缩载荷下的变形、刚度和蠕变特性。1 材料与方法纸压垫为天津医院小夹板治疗中心所提供,实验所用为临床常用的平垫(大、中)、塔形垫、梯形垫。在测量其厚度时采用“增载法”,即所有纸压垫在同一载荷下(415.2g),一定时间内(30秒)测量其厚度。本实验采用工程力学的实验方法,分别测试了纸压垫的抗压特性和蠕变特性。
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脊髓损伤继发骨质疏松动物模型骨力学性质实验研究
目的 研究正常大鼠骨和脊髓损伤所致大鼠骨质疏松骨力学性质,为临床提供生物力学参数.方法 选用280～320 g,4～5月龄wistar雄性大鼠77只,随机分为0周空白对照组11只,3周对照组11只,7周对照组11只,11周对照组11只,三周实验组11只,7周实验组11只,11周实验组11只.0周空白组于0周处死,解剖取大鼠股骨、胫骨、肱骨,以生理盐水浸温的纱布包裹,置-20℃冰箱内保存备用.对3、7、11周对照组大鼠以咬骨钳将其椎板咬开,不破坏硬膜和脊髓,人为造成脊髓损伤后饲养,复制骨质疏松模型.分别于3、7、11周处死对照组和实验组大鼠.取大鼠股骨进行压缩实验,取肱骨进行剪切实验,取胫骨进行扭转实验.结果 得出了各组大鼠股骨压缩力学性能指标、肱骨剪切力学性能指标和胫骨扭转力学性能指标.结论 实验组和对照组的各项力学性能指标显著低于0周空白组(P＜0.05).
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模拟雄性大鼠老龄骨质疏松力学性质实验研究
研究了正常与老龄骨质疏松(雄性)大鼠骨的力学性质.选用280～360g、5～6个月龄Wistar雄性大鼠40只,随机分为正常对照组20只,骨质疏松模型组20只.对模型组大鼠于0周摘除睾丸,对照组与模型组大鼠饲养14周后,以腹主动脉放血法处死大鼠.取大鼠肱骨进行拉伸、压缩实验,取大鼠股骨进行弯曲、剪切实验,取大鼠胫骨进行扭转、冲击实验.大鼠肱骨拉伸、压缩大载荷、大应力、大位移、大应变及弹性模量,得出了正常对照组和模型组大鼠股骨三点弯曲大载荷、大弯矩、大应力、弹性模量及剪切大载荷、大应力,得出了正常对照组和模型组大鼠胫骨扭转大扭矩、扭转角、扭转剪应力、大冲击功、冲击韧性指标,并对实验结果进行分析讨论.
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ACL和MCL拉伸力学性质实验研究
目的 研究了10具新鲜成人尸体膝关节前交叉韧带和内侧副韧带的拉伸力学性质,为临床提供生物力学参数.方法 取正常国人新鲜尸体前交叉韧带和内侧副韧带各20个试样进行单向拉伸实验,得出了破坏载荷、强度极限、大应变、弹性模量.对实验数据以多项式进行拟合,得出了应力-应变曲线和应力-应变关系表达式.结果 前交叉韧带的拉伸强度极限大应变弹性模量大于内侧副韧带.
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国人股骨下端松质骨力学性质实验研究
对正常国人新鲜尸体股骨下端松质骨的拉伸、压缩、扭转、剪切、弯曲、冲击等力学性能进行实验研究,得出了股骨下端松质骨纵向的拉伸、压缩破坏载荷、强度极限、弹性模量,扭转破坏扭矩、扭转剪切强度极限,扭转剪切弹性模量,剪切破坏载荷、剪切强度极限,弯曲破坏载荷、弯曲强度极限,冲击功、冲击韧性指标.对松质骨的取样方法及松质骨拉伸,扭转试样固定装夹方法进行探讨.对股骨下端松质骨的力学性质进行分析讨论.
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不同分子量壳聚糖膜性质的研究
分别以分子量为130,000、220,000、300,000、550,000道尔顿的壳聚糖制备壳聚糖膜,并研究了各膜的表面结构、结晶性、力学特性、渗透性、透光透气性、吸附性、生物降解性等.结果表明壳聚糖膜的各种特性和壳聚糖的分子量相关,高分子量的壳聚糖膜表面较为光滑,透光性较好,透气性、渗透性和生物降解性较差;低分子量的壳聚糖膜表面较为粗糙,透气性、渗透性和生物降解性较好,但透光性较差.经分析认为膜的结晶性和超微结构决定了不同分子量壳聚糖膜具有不同的性质.
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骨关节康复中的力学问题
从生物力学角度出发,采用力学研究方法,对组织的力学性质进行研究,可为康复治疗的机理探讨和治疗手段的改进提供理论依据.本文简要介绍在制动综合征、软组织损伤、颈椎牵引、关节挛缩等一些骨科康复领域中所涉及的力学问题,以期更好地指导临床治疗.
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实验动物骨性关节炎内侧副韧带力学特性
目的 比较正常和骨性关节炎动物模型膝关节内侧副韧带的拉伸力学性能指标,确定骨性关节炎对内侧副韧带拉伸力学性质有无影响.方法 实验用大鼠由长春高新医学动物实验中心提供,均为6月龄雄性大鼠复制骨性关节炎模型.在日本岛津电子万能试验机上对正常和病态组各10个试样进行拉伸实验.拉伸实验的速度为5mm/min.以多项式用小二乘法处理实验数据.结果 正常对照组大载荷为(26.12±4.00)N,大应力为(40.93±6.71)MPa,大位移为(3.08±0.77)mm,大应变为(9.51±2.36)%;模型组大载荷为(12.05±2.07)N,大应力为(21.28±4.17)MPa,大位移为(2.32±0 56)mm,大应变为(7.04±1.79)%.结论 正常对照组各项拉伸性能指标显著大于模型组(P＜0.05),骨性关节炎对膝关节内侧副韧带力学性质具有一定影响.
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血管修复材料的一维拉伸实验研究
目的:从生物力学的角度筛选适合进行血管修复的生物材料.方法:选择兔的深筋膜、腹膜,和去抗原处理的脱细胞颈动脉、冷冻干燥颈动脉和经过戊二醛处理的犬股动脉、腹膜等进行一维力学拉伸实验,以兔正常的颈动脉、静脉作为对照.结果:所有组材料的力学强度都明显大于静脉对照组,深筋膜和腹膜组又显著大于其他组;伸长率、伸长比、Lagrange张应变检测值以静脉对照组和脱细胞组大,经过戊二醛处理组的小;经过戊二醛处理的组织材料,滞后环变化小且不明显,伸展性降低,脆性增加,但对破坏载荷和Lagrange张应力影响不大.结论:脱细胞、冻干颈动脉的力学性质和粘弹性接近于正常血管,正常深筋膜组次之,而经过戊二醛处理的组织材料,力学强度虽好,但粘弹性较差.
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原子力显微镜对高血压患者红细胞力学性质的测定
目的:探讨高血压患者的红细胞力学性能.方法:采集32例高血压患者的静脉血,根据血压水平(Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级)将其分为H1、H2、H3组,同时获取8例健康成年人的静脉血作为对照组,分离出血样中的红细胞,常规检验获得红细胞体积分布宽度-变异系数(red cell distribution width-variation coefficient,RDW-CV),用原子力显微镜分别检测各组红细胞的高度和弹性模量(elastic modulus,EM),并进行统计分析.结果:H2、H3组高血压患者红细胞的平均RDW-CV与对照组相比明显增大(P＜0.05,P＜0.01),H2、H3组高血压患者红细胞的平均高度明显低于对照组(P＜0.05),H2、H3组高血压患者红细胞EM明显大于对照组(P＜0.05);EM和RDW-CV存在一定相关性(R2=0.629).结论:高血压可影响红细胞的EM,原子力显微镜在单细胞水平上为红细胞的力学特征提供有效的检测.该研究从生物力学的角度探讨了高血压与红细胞结构和功能的关系.
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下颌骨生物力学的研究进展
下颌骨参与组成牙、颌、关节系统,是语言及咀嚼活动的杠杆.无论功能和形态,都是全身复杂的骨骼之一.受到外部载荷作用时,会引起颌骨内应力和自身的形变,临床情况下,如牙种植体、或重建手术中,外力载荷于下颌骨,都将会影响颌骨的建模与重构.为了确定颌骨受力后的情况,首先要知道它的基本力学性质, 以下就其生物力学性能及研究进展作一综述.
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正常国人升主动脉、腹主动脉、肾动脉血管的松弛函数及力学性质
背景:主动脉损伤都需要进行吻接修复.国内外学者对主动脉血管的粘弹性力学性质已作了一些研究.作者未检索到关于人主动脉单向拉伸破坏实验及构建松弛函数的报道.目的:对正常国人急性外伤致死的成人新鲜尸体升主动脉、腹主动脉、肾动脉进行一维拉伸试验,测量分析血管的力学性质.设计、时间及地点:以函数为描述方式的对比分析,实验于2007-08-10/20在吉林大学力学实验中心完成.材料:实验标本取自正常国人因急性外伤至死的5具男性尸体的升主动脉、腹主动脉、肾动脉,由自求恩医科大学解剖教研室提供,年龄23～30岁.方法:死后1 h之内解剖取死者出升主动脉、腹主动脉、肾动脉,将标本沿纵向切成长25 mm的试样共26个.以一维拉伸的方法对升主动脉、腹主动脉、肾动脉进行拉伸实验.在模拟正常人体温在(36.5±0.5)℃的温度场下进行,以20 mm/min的速度对试样施加拉应力,试样破坏后,计算机自动输出应力一应变曲线和数据.主要观察指标:①升主动脉、腹主动脉、肾动脉一维拉伸实验结果.②升主动脉、腹主动脉、肾动脉一维拉伸实验中的应力一应变关系.③升主动脉、腹主动脉、肾动脉松弛函数构建.结果:①拉伸实验结果显示,肾动脉的破坏应力大于腹主动脉和升主动脉(P<0.05),腹主动脉的伸长比和应变大于肾动脉和升主动脉(P<0.05).②应力松弛蠕变试验结果表明:肾动脉和腹主动脉7 200 s应力松弛量比较接近,升主动脉7 200 s应力松弛量小于腹主动脉和肾动脉,差异显著(P<0.05).腹主动脉7 200 s蠕变量大于肾动脉大于升主动脉,差异显著(P<0.05).根据冯元桢教授的准线性理论得出升主动脉、腹主动脉、肾动脉松弛函数к(λt)=G(t)T<'(e)>(λ)的表达式.结论:肾动脉的大应力大于腹主动脉及升主动脉,腹主动脉伸长比和应变大于肾动脉及升主动脉.主动脉升部、腹部、肾部随其生理解剖位置不同具有不同的力学性质.
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髂股韧带与股骨头韧带的拉伸力学性质
背景:髂骨韧带和股骨头韧带损伤,通常要通过外科重建韧带的功能来达到韧带的平衡和稳定,如果韧带损伤面积大则需要人工韧带置换.目的:比较骼骨韧带和股骨头韧带的拉伸力学性质,为韧带缝合和研制人工韧带材料提供生物力学参数.设计、时间及地点:观察性实验,于2007-08-12/15在吉林大学力学实验中心完成.材料:髂股韧带和股骨头韧带各20个试样,长16 mm、宽8 mm、厚1.6～1.8 mm,由白求恩医科大学解剖教研室提供.方法:将标本两端装夹于软组织夹具中,夹具装夹于电子万能试验机上、下夹头内,驱动机器,以5 mm/min的速度对试样施加载荷,直至断裂.主要观察指标:标本的大载荷、大应力、大应变和应力-应变曲线.结果:髂骨韧带组大载荷为(240.40±29.81)N,大应力为(17.65±2.26)MPa,大应变为(16.44±2.48)%,弹性模量为(264.6±27.3)MPa;股骨头韧带组大载衙为(216.15±20.00)N,大应力为(15.88±1.47)MPa,大应变为(14.40±1.28)%,弹性模量为(252.8±23.0)MPa.股骨头韧带的拉伸大载荷、大应力、大应变、弹性模量小于髂骨韧带(P<0.05).结论:髂骨韧带各项力学性能指标显著大于股骨头韧带.
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加压螺丝钉内固定股骨颈骨折的蠕变实验
背景:弄清模拟股骨颈骨折单头加压螺丝钉单钉固定,双钉固定,双钉固定植骨后对股骨蠕变力学性质影响对于新型股骨颈骨折内固定器械的研究和股骨颈骨折内固定术式的选择都具有一定的参考价值.目的:观察加压螺丝钉单钉固定、双钉固定、双钉固定后在骨折区植骨3种方法对股骨颈骨折蠕变特性的影响.设计、时间及地点:随机对照观察,于2006-08/09在吉林大学力学实验中心完成.材料:取正常国人急性头部创伤致死的新鲜尸体股骨标本24个,由白求恩医科大学解剖教研室提供.方法:24个标本随机分为3组,单钉固定组:单钉固定位于模拟骨折面中部;双钉固定组:2枚钉分别位于颈部张力侧;双钉固定植骨组:在双钉固定基础上于骨折线前部垂直骨折线开槽,每组8个标本.以0.5 GPa/min的应力增加速度对标本施加应力,设定时间7 200 s,采集100个实验数据,以回归分析的方法计算归一化蠕变方程.主要观察指标:各组标本蠕变数据和曲线,蠕变与时间的变化规律.结果:①蠕变实验结果表明,单钉固定组初始蠕变量为0.493 7%,双钉固定组初始蠕变量为0.402 3%,双钉固定植骨组初始蠕变量为0.382 1%,初始蠕变量大说明其初始位移大,稳定性不好.②单钉固定组7 200 S蠕变量为0.226%,双钉固定组为0.212%,双钉固定植骨组为0.219%.③各组蠕变曲线足以指数关系变化的,在初600 s变化较快,随时间延长应变缓慢上升,后进入平衡阶段.结论:单钉固定、双钉固定和双钉固定植骨3种方法对股骨颈骨折蠕变的影响无明显差异.
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氟中毒对肘关节尺神经力学性质影响研究
目的 研究氟中毒对肘关节尺神经力学性质的影响,为临床提供生物力学参数.方法 复制氟中毒动物模型,取动物模型肘关节尺神经进行拉伸实验.结果 得出了对照组和实验组动物肘关节尺神经拉伸大载荷,大应力,大应变,弹性模量等数据.结论 实验组肘关节尺神经各项拉伸力学性能指标显著低于对照组.
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氟中毒对骨生物力学性质影响实验研究
目的研究了正常和氟中毒大鼠股骨的力学性质.方法选用170～250 g,3～4个月龄Wistar大鼠40只,随机分为正常对照组20只,模型组20只,对模型组大鼠经饮水投氟复制大鼠氟中毒模型.饲养3个月后处死大鼠,对大鼠股骨进行拉伸、弯曲、剪切、冲击实验.结果得出了正常对照组和模型组的拉伸应力、应变,弹性模量;弯曲实验弯曲应力;剪切实验破坏载荷、剪应力;冲击实验冲击功,冲击韧性等指标.结论模型组各项力学性能指标显著低于正常对照组(P＜0.05).
