骨骼缺血性坏死的介入治疗

病因和病理股骨头是骨坏死的常见部位，引起坏死的主要原因是缺血。许多学者研究认为，引起缺血的因素可分为创性性和非创伤性两大类。创伤性股骨头缺血性坏死是由于髋关节外伤和股骨颈骨折导致股骨头血液循环障碍而发生。股骨头和股骨颈部的血供分别来自关节囊附近血管和圆韧带血管。关节囊供应股骨头的血管为旋股内、外侧动脉。由于这些部位的血管都较细小，容易发生损伤，且少有侧支循环，一旦外伤和骨折引起血管断裂、阻塞，便会影响股骨头的营养，使之发生变性坏死。非创伤性因素很多，不少学者认为长期、大量应用皮质类固醇激素和酗酒是主要因素，一方面可使股骨头内毛细血管扩张，血流淤滞，骨内压升高，小动脉纤维变性，粥样硬化及血管内凝血等导致局部缺血；另一方面造成脂肪代谢紊乱，骨髓脂肪细胞增多、肥大，髓内压升高，血脂升高，血管内脂滴及血内中性类脂质球联合的栓子可栓塞细小动脉，由于骨内血管通过恒定，血管舒缩受骨组织限制而失去代偿功能，导致血管阻塞。另外，过氧化酯质和酒精及其代谢产物的直接细胞毒性作用，使处于缺血缺氧状态下的骨细胞发生不可逆转的改变；酒精还可降低机体保护性疼痛反应，在应力条件下出现按应力分布的圆锥形坏死灶，造成负重关节的坏死塌陷。

上颌第二磨牙应力分布的实验研究

目的研究上颌第二磨牙在不同载荷状态下的应力分布情况,为临床牙体病的诊断与修复提供理论依据.方法采用螺旋CT扫描数据建立上颌第二磨牙的三维有限元模型,在此模型上对4种不同载荷状态下的应力分布进行数据分析.结果模拟正中咬合状态受力时,应力峰值较低,内部应力分布均匀,应力高集中区域分布于牙颈部.非正中咬合状态受力时,其应力峰值明显升高,应力集中区域位于面窝沟.结论牙折裂的发生与牙体受力集中于单个牙尖的斜面和近远中向窝沟处有关.

全髋关节置换术中臼杯水平位移对股骨侧非骨水泥型假体-骨界面应力影响的有限元分析

目的 利用三维有限元力学分析方法,研究全髋关节置换术中臼杯水平位移对股骨侧非骨水泥型假体-骨界面应力分布的影响.方法 选取正常人体的骨盆及股骨为实验对象,螺旋CT扫描,利用计算机仿真技术对CT图像进行三维重建,建立髋关节及股骨模型,进行全髋关节置换的模拟手术,臼杯位置从髋关节旋转中心外侧10mm处起,水平内移,每隔2mm为一个实验组,至内移至旋转中心内侧10mm,共分11个实验组.加载关节负荷,观察股骨侧假体-骨界面间的Von Mises应力分布情况,对结果进行统计分析.结果 臼杯的水平位移没有改变股骨总体的应力云分布;各组假体-骨界面应力均值(4.728±2.152)-(5.431±2.465)MPa,均值有差异,差异有统计学意义;应力均值、极差、标准差均随内移而降低,呈高度的负相关.近端假体-骨界面的应力变化,与整个股骨的应力变化相似.结论 假体的水平内移可以降低股骨侧假体-骨界面间的Von Mises应力,内移可以使界面的应力分布更均匀.

冠外固位体义齿基牙牙周组织应力分布的三维有限元分析

目的 研究下颌第一磨牙缺失、第二磨牙近中倾斜30°或45°时,用栓道附着体义齿或套筒冠义齿2种冠外固位体( extra-coronal retainer,ECR)义齿修复的基牙牙周组织应力分布.方法 采用CT扫描技术和Mimics、Freeform、ANSYS软件,建立下颌第一磨牙缺失、第二磨牙近中倾斜30°或45°及ECR义齿修复后的三维有限元模型,模拟加载并计算分析基牙牙周组织应力的分布情况.结果 下颌第二磨牙近中倾斜30°、45°模型,修复前第二前磨牙Von Mises应力分别是2.80 MPa、3.47 MPa,栓道附着体义齿修复后分别是19.26 MPa、25.18 MPa,套筒冠义齿修复后分别是19.47 MPa、24.48 MPa,ECR义齿修复后下颌第二前磨牙牙周组织应力明显增大；修复前第二磨牙Von Mises应力分别是20.45 MPa、20.50 MPa,栓道附着体义齿修复后分别是15.02 MPa、11.84 MPa,套筒冠义齿修复后分别是18.04 MPa、12.18 MPa,ECR义齿修复后下颌第二磨牙牙周组织应力明显减小.结论 栓道附着体义齿和套筒冠义齿均能改善倾斜基牙牙周组织的应力分布,当下颌第二磨牙近中倾斜角度过大或下颌第二前磨牙牙周状况欠佳时,应该考虑增加近中端基牙数目.

三维有限元分析在单侧上颌骨缺损修复中的应用进展

单侧上颌骨缺损是临床常见的颌面畸形,因其缺损范围较大及结构的复杂性,在修复重建时常使修复体及支持组织应力分布不均导致患者口内软组织出现压痛、破溃、甚至基牙的松动脱落等.因此,近年来常用三维有限元法指导赝复体的设计和植体的植入,该方法有利于修复体的固位、稳定,有利于保护余留组织的健康,以提高修复体的使用质量和患者的满意度.本文就单侧上颌骨缺损有限元模型的建立,及三维有限元在传统式赝复体、种植支持式赝复体、外科组织瓣移植联合赝复体修复单侧上颌骨缺损中的应用及进展进行综述.

舌侧集中牙合总义齿的研究进展

舌侧集中牙合总义齿是以上颌的舌尖与下颌的牙合面窝建牙合,从而保留了解剖式牙合总义齿和非解剖式牙合总义齿的大部分优点.笔者从患者的义齿满意度评估、咀嚼效能测定和支持组织应力分布3方面对舌侧集中牙合总义齿研究进展进行综述.

颌骨骨质对种植体-骨界面应力分布影响的三维有限元研究

[目的]分析单个下颌磨牙缺失采用种植修复时,颌骨骨质对骨界面的应力分布的影响.[方法]采用三维有限元法,模拟单个种植体及双种植体修复单个下颌第一磨牙缺失的情况,在保证其它因素不变的条件下,分析颌骨骨质对骨内应力分布的影响.[结果]不论单种植体修复或双种植体修复,随着骨皮质厚度变薄,骨松质弹性模量降低,骨内应力值均大幅度增加.[结论]临床工作中,应注意根据患者骨质合理选择种植适应证.

经椎间孔腰椎椎间融合术植骨融合前后应力分布差异的有限元分析

目的 建立人正常L3～S1节段三维有限元模型,分析腰椎经椎间孔椎间融合术椎间植入物融合前后固定节段的生物力学特性.方法 基于人正常L3 ～ S1节段的CT扫描数据,应用逆向工程软件建立人正常L3 ～S1三维有限元模型(INT),并构建L4～L5节段经椎间孔腰椎椎间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion,TLIF)模型,进一步建立未融合未固定模型(M1)、未融合椎弓根螺钉固定模型(M2)、椎弓根螺钉固定融合模型(M3)、融合后去固定模型(M4).在L3上表面施加500 N预载荷,再施加7.5N·m的力矩模拟腰椎前屈、后伸、侧屈及旋转,观察不同工况下L4～L5节段角位移、椎弓根螺钉及融合器应力分布情况.结果 M1模型L4～L5节段ROM值较INT增加,其中左旋状态明显.M2、M3和M4模型的ROM值接近并且较INT明显减少.M3模型中内固定应力峰值较M2模型明显降低,M1椎间植入物应力峰值显著高于其他模型而M2、M3和M4模型的应力峰值相近.结论 成功构建人正常L3～S1节段三维有限元模型.双侧椎弓根钉-棒内固定可以有效控制节段稳定性并减少椎间植入物承受载荷,植骨融合后其承受的应力峰值将会减少.融合后去除后路内固定对节段生物力学获益有限,考虑到二次手术的创伤和费用,建议保留内植物.

颈椎C4-C6在前冲击载荷下的应力分析

为了验证汽车碰撞过程中人体颈部的损伤情况,建立了人体颈椎C4-C6部分有限元生物力学模型,模型组织包括皮质骨、松质骨、纤维环、髓核、韧带以及关节面,并在各组织接触部位设置了接触,以便更好地模拟模型在前冲击下的运动趋势.对模型施加前冲击载荷,研究各组织的应力及应变分布情况.经过验证,模型在前冲击过程中,其位移模拟数据基本在实验数据区间范围内,模拟了颈椎C4-C6部分在前冲击载荷下的运动趋势,具有较好的生物逼真度,基本反映了人体颈部冲击动力学响应.

植入性下肢骨植入体周围骨应力分布的三维有限元分析

基于CT扫描数据,针对低、中和高位下肢截肢步行大生理载荷情况下,建立植入性下肢骨植入体及人体股骨三维有限元分析模型,计算结果表明:假肢的大应力位于骨植入体外力传递杆靠近残肢残端,是假肢周期性载荷的疲劳破坏点;随截肢部位上移,股骨内应力大值迅速增大;在植入体与股骨接触部位,存在严重的应力屏蔽,应力集中的两个区域分布在植入体末端和股骨四分之三处,可能导致骨质废用性和病理性吸收,影响假肢中长期使用寿命.本研究还表明,股骨的自然曲率对骨内应力分布有较大的影响,是不能忽略的因素.本文所获结果可为植入假肢的设计研究提供依据.

一体化小腿假肢的三维有限元应力分析

建立一体化小腿假肢和残肢的三维模型,应用有限元分析方法,计算此模型在模拟Mid-Stance步态时相的载荷作用下各节点的应力,从而得到此模型内外表面的应力分布,为一体化假肢设计的CAD＼CAM系统提供理论依据.计算结果表明,接受腔的应力值较小,假腿的应力值较大,高应力区出现在假腿下端及接受腔与假腿的交界区域.

有限元分析在全髋关节置换术中的应用

全髋关节置换术是治疗股骨头坏死、创伤性关节炎、类风湿性关节炎等髋关节疾病的有效方法,但术后假体常常出现松动的现象.引起假体松动的原因主要有力学因素和生物因素,所以假体的应力分布和松动机制的研究引起广大学者的注意.有限元分析是研究髋关节受力的一种重要方法,用于研究假体结构参数和假体材料对其力学性能的影响.本文对近些年来这方面的研究进行了较详细的总结,归纳了目前全髋关节置换术中存在的问题,并探讨了典型的解决方案.

髋臼周围肿瘤切除后腓骨移植重建的有限元研究

目的 建立精细人体全骨盆及髋臼周围肿瘤缺损后重建的三维有限元模型,探讨腓骨移植联合3种不同内固定重建骨盆环后的应力分布规律. 方法 采集1例35岁正常男性L_3至股骨中段、单侧腓骨及内固定系统的CT数据集,建立人体全骨盆及髋臼周围肿瘤切除后腓骨移植联合钢板(Plates)、椎弓根棒(pediele-rods,PR)、骶髂棒(sacral-iliae rods,SIR)3种内固定方式模拟重建的有限元模型.模拟双腿站立位,L_3椎体表面施加500 N的垂直载荷,分析重建后的骨盆、移植腓骨及内固定系统的应力分布情况,并进行评价. 结果 建立了髋臼周围肿瘤切除后腓骨重建的有限元模型.移植腓骨应力集中多发生在与宿主骨接合处附近,不同内固定系统中,Plates与螺钉或钛棒与螺钉接合部分易发生应力集中;Plates重建时,移植腓骨及健侧股骨颈应力较少发生应力集中;SIR重建时,移植腓骨及健侧骨盆应力集中明显. 结论 游离腓骨移植、Plates内固定重建骨盆应力分布与完整状态趋于一致,是修复髋臼周围肿瘤切除术后骨缺损的较好方法;有限元模型可作为骨盆生物力学研究的工具.

支抗力作用下上颌第一磨牙牙周膜应力的三维有限元分析

目的 研究上颌第一磨牙在支抗力作用下牙周膜的应力分布情况.方法 应用薄层CT技术以及ANSYS10.0有限元分析软件建立上颌第一磨牙及其牙周膜、牙槽骨的有限元模型.模拟3种不同大小的支抗力对模型中的上颌第一磨牙进行加载,应用三维有限元法分析上颌第一磨牙在支抗力作用下牙周膜的应力分布情况.结果 当上颌第一磨牙颊侧中心受到近中水平向支抗力时,近颊根的颊侧近中颈部、近中颈部和腭侧根的近中颈部主要受压应力,远颊根的远中颊侧颈部主要受拉应力,牙周膜表面的大应力值出现在近颊根的近中颈部.牙周膜有向近中腭侧转动的趋势.随着加载力的增加,牙周膜表面的应力值也随之增大.结论 在临床正畸治疗时,应考虑第一磨牙颊侧是否能提供足够的支抗.

031.嵌体固位的粘接固定义齿的应力分布--有限元法分析修复材料和基牙预备设计的影响

Tension More种植体骨界面的光弹应力分析

目的：研究不同锥度设计的TensionMore（TM）种植体对种植体骨界面应力分布的影响。方法医用纯钛制作5组种植体，分别为圆柱状螺纹种植体、上1/3TM种植体（锥度长度为3mm）、中1/2TM种植体（锥度长度为5mm）、下1/3TM种植体（锥度长度为7mm）、全长变化TM种植体（锥度长度为10mm）。每组种植体各自包埋于由松质骨及1mm皮质骨构成的复合光弹模型中，共建立5个复合光弹模型。每一模型先后分别予以垂直及斜向（45°）静态加载力。利用光弹应力分析法比较5组种植体骨界面的生物力学特征。结果垂直加载下，上1/3TM种植体、中1/2TM种植体、下1/3TM种植体比圆柱状螺纹种植体在皮质骨区及松质骨区的局部应力集中小；斜向加载下，4组TM种植体皮质骨区局部应力集中均低于圆柱状螺纹种植体。无论在垂直、斜向加载下，上1/3TM种植体皮质骨区局部应力集中均小。结论合理锥度设计的TM种植体周围皮质骨、松质骨应力分布均匀合理，在不同载荷条件下，上1/3TM种植体骨界面生物力学表现优。

应用唇舌弓式口内装置进行前方牵引的三维有限元分析

目的 分析在唇舌弓式前方牵引过程中与上颌骨生长密切相关的4条骨缝的生物学作用.方法 在建立了带有骨缝实体模型的颌面骨三维有限元模型的基础上,模拟唇舌弓式前方牵引装置进行三维有限元分析.结果 计算得到4条骨缝的位移分云图及应力分布情况.唇舌弓式前方牵引装置适合反骀伴深覆骀的骨性安氏Ⅲ类患者;额颌缝与颧颌缝对上颌骨的前移与逆时针旋转发挥了主要作用,颞颧缝与翼腭缝的变化不明显.结论 本文采用的颌面骨三维有限元模型能够有效模拟唇舌弓式口内装置在前方牵引中对骨缝产生的生物力学效应.

不同厚度上颌中切牙全瓷冠应力分布的有限元研究

目的 研究不同厚度上颌中切牙全瓷冠受载时的应力分布特点.方法 利用上颌中切牙全瓷冠的三维有限元模型,对3种不同厚度的全瓷冠分别进行100、150、200 N载荷模拟加载,并进行力学分析.结果 不同厚度全瓷冠不同载荷下的应力分布趋势相似,应力集中于冠的颈缘及加载点.随着厚度增加,应力集中趋势明显减弱.随着载荷增加,各部位的等效应力相应增加,加载点及颈缘尤为明显.结论 全瓷冠厚度的增加可降低应力集中.颈缘和加载点为应力集中区,全冠制作时应注意加强该区域.

微型种植体长度对骨界面应力分布的影响

目的 探讨微型种植体长度对骨组织内应力分布的影响.方法建立直径1.6mm,长度分别为6、8、10、12 mm的种植体-下颌骨三维有限元模型,垂直植入种植体,给以1.96 N的水平向前及前上方向的载荷,记录并分析不同情况下的应力分布.结果 种植体水平向前载荷的应力峰值范围为3.500～3.765 MPa,位移峰值范围为1.266～1.288 μm:前上方向载荷的应力峰值范围为4.075～4.510 MPa,位移峰值范围为1.668～1.694μm.水平向前载荷的应力峰值及位移峰值均低于前上方向载荷的峰值.结论 在所研究的尺寸(6～12mm)范围内,种植体长度对骨界面应力影响不大,而种植体载荷方式对骨界面应力分布有重要影响.

种植体螺纹位置对应力分布影响的有限元研究

目的 研究集中载荷下,螺纹不同位置设计对种植体及其周围骨组织应力分布的影响,探讨种植体表面螺纹分布的优化设计.方法 应用Solidworks 2005 plus自动化软件和Cosmos/works 7.0分析软件比较在垂直和斜向45°载荷下,螺纹分别位于种植体上1/3(模型A)、中1/3(模型B)、下1/3(模型C)以及遍及整个种植体(模型D)4种情况下种植体-骨界面应力分布状况.结果 模型C颈部皮质骨Von-Mises应力、拉应力、压应力峰值低,但斜向载荷下模型C种植体和松质骨应力显著高于模型A.模型B应力分布明显集中,垂直载荷下各应力均显著高于其他3种模型.模型A和D应力分布较均匀.应力集中主要出现在种植体颈部、皮质骨上缘与种植体接触处和种植体底部下一个螺纹.斜向载荷下界面的应力显著高于垂直载荷下应力.结论 螺纹位置影响种植体-骨界面的应力分布,种植体设计时应谨慎考虑,斜向载荷在种植修复中应尽可能避免.