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肌腱转移固定修复扁平足的生物力学研究
目的:比较四种肌腱转移固定修复扁平足畸形的牢固程度.方法:本实验采用6具新鲜尸体骨标本,每一具标本依次采用腓骨长肌腱法、胫前肌腱法1、胫前肌腱法2及异体跟腱法4种转移肌腱固定方法修复扁平足模型.每一种标本模型分别固定在试验机上,轴向压缩100、300及600N,观察足底下移距离.结果:在100、300及600N力作用下轴向压缩,4种方法中足底下移距离比较,用腓骨长肌腱修复扁平足后产生的位移小,与其他方法相比差异有显著性意义(P＜0.05),其余三种方法之间差异无显著性意义.结论:本实验所研究的4种修复扁平足的方法中,腓骨长肌腱法修复扁平足牢固.
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仙贞汤对去卵巢大鼠骨密度及生物力学影响的实验研究
骨质疏松的特征是骨矿质量减少,骨的微细结构遭到破坏而导致骨的脆性增加,使骨折的发生率增高.骨矿物质密度(bone mineral density,BMD)的测量在骨质疏松的诊断中有极其重要的意义.
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克氏针加小夹板治疗胫骨骨折的生物力学研究
目的探讨克氏针加小夹板治疗胫骨骨折的优势和可行性及其生物力学.方法用克氏针加小夹板治疗胫骨骨折29例(共31侧).结果随访5至24个月,所有病例均在2.5至4.5个月内达骨性愈合.结论克氏针加小夹板治疗胫骨骨折,手术创伤小,能大限度保留骨折端血运,固定牢靠,有良好的力学优势.
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四种方法固定股骨颈骨折的生物力学研究
目的探讨符合生物力学原理的股骨颈骨折的固定方法.方法比较了单纯斯氏针、加压螺纹钉、低角度和大角度穿针外固定支架四种固定股骨颈骨折的方法在不同载荷下的位移和旋转角度等.结果在抗压力方面,低角度外固定支架组优于其余各组(P＜0.01).在抗扭力方面,加压螺纹钉差,其余各组无显著性差异.同样载荷下低角度进针组各针应变小于大角度进针组各针(P＜0.01).结论一枚加压螺纹钉的强度差;三根斯氏针有一定的抗压及抗旋转性能;低角度穿入三枚斯氏针并通过外固定支架固定有着较强的抗压及抗旋转性能,为一种有效的固定方法;大角度穿针外固定支架固定断端间存在较大的剪力,不利于断端加压;穿针应沿压力骨小梁方向尽量贴紧股骨距低角度钻入才符合生物力学原理;三针在固定股骨颈中各起着相同的负重作用.
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股骨颈骨折三种内固定构型的稳定性比较研究
目的通过力学疲劳实验对30个成人股骨标本进行股骨颈骨折三种内固定构型稳定性比较研究,为临床选择固定构型及能否术后立即承重提供依据.方法采用力学疲劳试验来模拟人体行走中的循环加载方式,对股骨颈骨折三针内固定构型进行稳定性的比较研究.结果股骨颈头下型骨折三针内固定组刚度明显大于头颈型骨折组(P＜0.05);股骨颈头颈型骨折三种三针内固定构型有显著性差异(P<0＜0.05).其中倒三角形固定构型组刚度明显大于直角三角形组;疲劳加载至3倍体重(2.1kN)时,93%骨一三针内固定构件被损坏;疲劳加载达5倍体重(3.5kN)时,所有构件都被损坏.结论对于无后侧皮质缺损的股骨颈头颈型骨折,在三种三针内固定构型中以倒三角形固定构型为佳.实验结果不支持股骨颈骨折多针内固定后早期负重行走.
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兔伤肢肌肉活动促进骨折愈合的生物力学及形态学研究
目的观察伤肢肌肉在电动刺激下被动收缩活动能否加速骨折愈合.方法家兔64只,造成右胫骨横断骨折,然后随机分为两组,一组为实验组,于选模后第3天开始给予伤肢电动刺激使其肌肉被动进行收缩活动;另一组不予任何刺激作为对照.两组动物于骨折后2、4、6、8周分批处死,进行X线片、生物力学、病理组织学对比观察.结果实验组动物骨折的愈合速度快于对照组,其伤肢抗折性能也优于对照组(P＜0.05).结论伤肢肌肉被动收缩活动能促进家兔骨折愈合.
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bBMP-胶原-珊瑚复合人工骨修复股骨头骨缺损的生物力学研究
目的 研究用bBMP-胶原-珊瑚复合人工骨修复股骨头骨缺损的生物力学变化。方法 建立狗双侧股骨头内骨缺损模型,4周后分为5组:复合人工骨组、肌骨瓣组、单纯珊瑚组、对照组、正常组。植入后16周行病理学检查及生物力学测定。结果 人工骨组的骨缺损消失或显著变小,与对照组相比有显著性差异。人工骨组软骨下骨的抗压强度及弹性模量较对照组及正常组低。结论 复合人工骨有较强的修复股骨头骨缺损的能力,但不能改善软骨下骨的生物力学性能。
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抗应力遮挡内固定钢板的有限元分析
目的三维有限元法(FEM)适于内固定钢板和其改为中心外凸形状进行应力和变形分析.方法有限元分析中采用了1223个节点、764个八节点六面体等参元和3564个自由度.结果改进后的内固定钢板比原来的内固定钢板在正向力、弯矩My和Mz的作用下,柔度分别增加了60.1%、30.8%、61.2%.结论改进后的钢板刚度和应力替代作用被降低,符合生物力学.
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新型塑质夹板的力学性能测试和分析
目的探讨新型塑质克雷氏夹板在不同力学状态下的力学参数,为临床应用提供依据.方法取6套塑质夹板和6套柳木夹板,随机分为2组,每组再随机编号,分别进行横向及纵向弯曲测试,得出两个方向的弯曲大载荷和对应位移,并进行对比,从而也计算出两种夹板的弹性模量.结果在横向弯曲方向塑质夹板明显大于柳木夹板(P<0.01);在纵向弯曲方向两者无显著性差异(P>0.05).新型塑质夹板在不同受力状态下的弹性模量相同,而柳木夹板在不同受力状态下弹性模量不同,两者间有显著性差异(P<0.01).结论新型塑质夹板力学性质稳定,是一种理想的外固定材料.
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锚钉内固定治疗股骨颈骨折的生物力学研究
目的自行设计制造一种用于治疗股骨颈骨折的螺钉--锚钉.方法选8具成年防腐尸体,每具尸体的两只股骨分别用锚钉或加压钉固定,随机取4组在NJ-50B扭转试验机上进行扭转试验,4组在WD-25电子万能试验机上进行负载试验.记录股骨头扭转角度与扭力矩,记录股骨头下沉移位与负载.结果在扭转试验中,股骨头扭转2°及4°时锚钉组的扭力矩显著高于加压钉组(t＝20.914,P＜0.01;t＝2.738,P＜0.05).在负载试验中,股骨头下沉2mm及5mm时锚钉组的承载负荷显著高于加压钉组(t＝2.859,P＜0.05;t＝3.176,P＜0.05).结论锚钉有手术创伤小、操作简单和固定牢固的优点.它除具备有骨折端加压作用及较强的抗负载作用外,有很好的抗旋转作用,使股骨颈骨折固定更加牢固,提高了骨折愈合率.
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脊柱失稳节段经椎弓根螺钉内固定器固定后对邻近节段三维运动的影响
目的研究经椎弓根螺钉内固定器固定脊柱失稳节段后对邻近节段三维运动范围的影响.方法在7例新鲜成人尸体T10～L4脊柱标本上,模拟L1骨折后安放经椎弓根螺钉内固定器,在10.0N@m载荷下进行三维运动测试.分析脊柱固定阶段(T12～L2)、邻近节段(T11～T12、L2～L3)和总节段(T11～L3)的前屈、后伸、轴向旋转和侧弯运动范围.结果经椎弓根螺钉内固定器固定后能使固定节段屈伸、侧弯运动方向上运动范围减少,轴线旋转运动恢复至正常完整节段运动范围.但同时邻近节段屈伸、侧弯运动运动范围增加,轴向旋转运动范围无明显变化.固定后总节段比正常完整总节段屈伸、侧弯运动运动范围增加,轴向旋转运动范围无明显变化.结论经椎弓根螺钉内固定器固定使邻近节段屈伸和侧弯运动范围代偿性增加,但不能代偿丢失的运动范围,对邻近节段的轴向旋转无明显影响.
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拱形交叉固定接骨板的设计与应用分析
目的 自行设计拱形交叉固定接骨板,报告此板抗弯、抗扭强度及防拔钉和抗冲击能力。方法 对3组同种材质拱形板、矩形板、应力型板进行四点弯曲电测量、三点弯曲、循环拔钉及扭转拔钉和冲击对比试验。每组15块,每个试验用3块。结果 电测试验,拱形板中央应力值小,抗弯强度大;三点弯曲试验,拱形板强度极限大;循环拔钉试验,拱形板开始拔钉循环次数多;扭转拔钉试验,拱形板拔钉时,扭矩、扭转角大;冲击试验,拱形板冲击韧性高。结论 拱形板抗弯、抗扭强度及防拔钉和抗冲击能力高,克服弯板、断板、拔钉能力强。
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荷载对骨愈合影响的生化观察
目的从生化观点探讨断端应力对骨愈合的影响.方法取1岁龄山羊6只,常规无菌操作,造成双侧胫骨横断骨折,采用"测力式骨科固定器"固定,荷载由0到500N,步度为50N,术后7周处死,取出胫骨并制备实验样品做红外光谱分析,根据不同应力区间所含有机质和羟基磷灰石之比,确定断端骨痂愈合质量.结果各样品吸收带图形一致,波峰相似,说明骨痂所含物质成份相同;但透过率有差异,波峰高低不同,反映出不同应力下骨痂质量不同.结论红外观察说明,适中的应力刺激有利于加快骨愈合,提高使命质量;物理疗法对骨愈合和修复有积极影响;实验支持适时适度功能锻炼可缩短骨重建疗程的观点.
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骨折愈合的应力适应性研究
目的 探讨骨折端受力、肌肉动力、骨痂密度与骨折愈合的关系。方法 通过传感器电测技术与X线灰度分析的方法,从三个方面对骨折愈合的应力适应性进行了研究:①分别对14只1岁龄山羊进行了断端受力与骨折愈合的关系的研究;②对10只健康成年家兔进行了肌肉动力与骨折愈合的关系的研究;③对56只健康成年家兔进行了骨痂密度与骨折愈合的关系的研究。结果与结论 ①理想的骨折愈合与佳的应力状态相适应;②肌肉动力是应力适应的反馈调节因素;③骨痂密度是应力适应的反馈结果。
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柳木夹板力学性能测试和优化分析
目的 探讨柳木夹板的各种力学特性，为小夹板的现代化提供一些必要的、科学的力学参数。方法 根据夹板的不同部分为四组，每组随机抽取前侧夹板、后侧夹板、内侧夹板和外侧夹板各两块，分别测其在加载——卸载时的桡度变化和一定载荷下桡度随时间的变化规律。结果 （1）柳木夹板在一定范围内加载和卸载时其应力——应变关系符合虎克定律。（2）加载卸载时其应力——应变曲线不重合，即表现出一定的滞后性。（3）载荷一定的情况下，其弯曲桡度随时间的增加而增大。结论 柳木夹板是一种粘弹性体，治疗骨折的模式是粘弹性固定模式，其机械性能不稳定，应积极探讨新型材料的改进。
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用光弹方法观察纵向牵拉力对颈椎关节应力的影响
目的观察着力点和角度不同的纵向牵拉力作用下颈椎关节的应力变化.方法采用光弹材料聚碳酸脂和硅橡胶按1:1比例制成颈椎模型,通过计算模型上形成的等差线干涉条纹级数,分别观察C4～7颈椎关节后缘在各种拉力作用下的应力变化.结果颈椎模型受力后,在光屏上可以清晰地显示等差线干涉图谱,计算结果显示,位于C1或C2的牵拉力所产生的应力普遍较高;就力的方向而言,C4,5关节以15°的牵拉力所产生的应力高,C5,6和C6,7关节以25°的牵拉力所产生的应力高.结论颈椎关节后缘所受拉应力大小与牵拉力的着力点和方向之间存在密切关系,临床施行颈椎拔伸手法时,根据病变关节的不同,应选择合适的着力点和牵拉方向.
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从生物力学角度探讨斜形与横形骨折对骨折愈合的影响
目的探讨斜形与横形骨折对骨折愈合速度影响的关系.方法根据骨骼压电效应原理、临床观察、骨折临床愈合标准,并经电子计算机有限元计算,比较斜形与横形不同骨折形状骨折愈合的快慢.结果横形骨折复位满意后固定牢固稳定,在骨折的早、中、后期均可承受压应力产生压电效应,斜形骨折则不能,而压电效应可促进骨痂生长.在悬臂梁状态(相当于上肢平举)骨折端所受应力与斜形或横形骨折的形状并无明显关系,而与骨折部位有很大关系.结论在同一个体、相同部位、骨折复位好的情况下横形骨折比斜形骨折愈合较快.
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后柱重建术防止Dick钉断裂的生物力学研究
目的通过生物力学试验,证实后柱重建术对防止Dick钉断裂的意义.方法将三种不同类型的Dick钉内固定在猪脊柱骨折模型及一组正常猪脊柱模型上,并放在对向挤压机上进行对向挤压后,测定椎体间距离变化情况,以正常猪脊柱模型作为正常生理标准组与其他三组进行对照.结果在一万次对向挤压后,三柱损伤组的椎体间距离变化明显(P＜0.05).在二万次对向挤压后,正常生理标准组的椎体间距离变化显著(P＜0.05).结论Dick钉适合于后部韧带完整的脊柱骨折.Dick钉配合后柱重建术在治疗脊柱三柱骨折中,可有效改变Dick系统的受力分布,从而起到防止Dick钉弯曲及断裂的作用.
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双矩形髓内钉与加压钢板治疗肱骨干骨折的生物力学比较及疗效分析
目的 通过双矩形髓内钉和加压钢板两种不同内固定物治疗肱骨干骨折的生物力学对比,探讨有利于肱骨干骨折后的骨修复的内固定方法。方法 以成人尸体湿骨制备骨折模型,随机用双矩形髓内钉和加压钢板两种方法固定后进行四点弯曲试验、扭转试验和拉伸试验,并结合临床疗效分析。结果 测试数据经统计学检验,矩形髓内钉组的四点弯曲试验和扭转试验均优于钢板组(P<0.01),结果有显著差异,而拉伸试验中矩形髓内钉和加压钢板组无显著差异(P>0.05)。结论 在肱骨干骨折的治疗中,双矩形髓内钉固定较加压钢板内固定更适合骨折愈合所需的生物力学环境,且临床效果较后者优。
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髋臼后壁重建模型的建立及其生物力学分析
目的:在尸体上模拟髋臼后壁缺损的模型,评价不同后壁重建方法对髋臼与股骨头接触特性的影响.方法:获取6具成人尸体的骨盆股骨标本,采用随机数字表法分为A组和B组.均采用后壁截骨法建立髋臼后壁60°弧1/2缺损的模型;两侧缺损区分别选用不同的重建方法.其中,A组凿取髂前上棘后方的自体髂骨以制作解剖性自体髂骨;B组于髂后上棘前方凿取髂骨块.将髋关节置于直立位、屈曲位及后伸位,从10～250N分级加载,使载荷直接作用于髋臼后壁上.采用压敏片检测不同状态下形变位移、载荷、头臼接触面积及接触应力.结果:在不同的髋关节状态下,A组在一定载荷下的形变位移略大于B组,但差异无统计学意义(Pm.05).与完整髋臼相比,后壁重建使头臼接触面积有所减少;在250 N载荷下,A组(解剖重建组)头臼接触面积与B组(普通重建组)比较的差异无统计学意义(乃0.05);其平均接触应力小于B组(P＜0.05),说明A组应力集中小于B组.结论:后壁截骨法建立的尸体髋臼后壁缺损模型可有效模拟临床实际;解剖重建使后壁头臼接触面积及应力分布恢复比较理想,接近正常髋关节,避免了局部应力集中.
