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TW-702F型外固定架3种构型的生物力学研究
目的 通过生物力学试验比较TW-702F型外固定架3种构型的生物力学性能,并为临床外固定架的选择及合理应用提供理论依据.方法 采用新鲜猪股骨建立骨折模型,分别用TW-702F型外固定架的3种构型(杆夹式组、单板式组、双板式组)固定,与史赛克外固定架(史赛克组)进行对照研究.记录4组50～300 N轴向载荷时相应的位移,以及外固定架屈服时大载荷与相应位移.结果 轴向载荷试验表明,随着轴向载荷的增加,位移逐渐增大;与史塞克组相比,单板式组和双板式组在同样轴向载荷下的位移更小,而杆夹式组的位移更大,差异均有统计学意义(P＜0.05).当外固定架屈服时,单板式组和双板式组所能耐受的大载荷较史塞克组更大,差异有统计学意义(P＜0.05);而杆夹式组与史塞克组所能耐受的大载荷差异无统计学意义(P＞0.05).结论 TW-702F型外固定架的3种构型在结构刚度、屈服强度方面均有良好性能,能够满足四肢严重粉碎性骨折的早期治疗甚至终极固定的需要.
关键词： 四肢骨折 TW-702F型外固定架 生物力学试验 轴向载荷 -
肘关节稳定性生物力学
肘关节不稳定系肘关节损伤、关节面和韧带结构的损害引起.临床可见于肘关节脱位、半脱位或肘部畸形,肘关节连接松弛,尺骨近端呈侧方或前后方移位等.肘关节的稳定是维持正常功能的基础[1].肘关节不稳定基本上有三种模式[2]:(1)后外侧旋转不稳定.(2)外翻.(3)内翻内侧旋后不稳定.后外侧旋转不稳定是常见的不稳定机制,可由单纯骨折到复杂骨折脱位.外翻的不稳定是常见的慢性过度负荷问题,尤其在投掷者.内翻内侧旋后不稳定作为一种重要的不稳定模式近来已被认识.各种不稳定机制几乎都与冠状突骨折相联系.随着对肘关节脱位的病理解剖学认识的加深,人们对肘关节不稳定的兴趣也在增强,并进行了一些生物力学试验,但结论有一定差别.我们曾对冠状突骨折及合并桡骨小头粉碎骨折进行生物力学分析[3],其实验及结论处于国内外领先地位.
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兔髌骨-髌腱复合体中骨-骨愈合和骨-腱愈合的比较研究
目的比较髌骨-髌腱复合体中骨-骨连接和骨-腱连接愈合.方法 60只雌性成年兔.在一侧后肢的髌骨远端1/3处横行截骨,在骨-骨连接组中,将两髌骨骨折块重新连接;在骨-腱连接组中,切除远端1/3髌骨.将髌腱与髌骨断端连接.分别于术后8、12和24周取材进行生物力学和组织学对比研究.结果两组的拉断载荷没有显着性差异.但骨-骨连接组第8周和第24周的极限拉应力明显大于骨-腱连接组(P＜0.05).组织学研究表明骨-骨愈合可通过愈合界面的软骨内化骨;在骨-腱连接组中,大量瘢痕组织形成桥接愈合界面,并逐渐塑型重建,但没有形成典型的骨腱接点中的纤维软骨层.结论髌骨-髌腱复合体手术修复时,解剖学重建应该是首要考虑的问题,应尽可能采用骨折(骨-骨)固定,以达到较好的愈后效果.
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穹顶形开窗减压治疗腰椎管狭窄症的临床与实验研究
[目的]介绍穹顶形开窗减压术治疗腰椎管狭窄症的临床应用,并进行临床疗效评估及生物力学研究.[方法]穹顶形开窗减压术治疗腰椎管狭窄症患者197例,平均年龄52.7岁,平均病程6年8个月,进行手术前后疗效评分对比.生物力学研究选用30具正常新鲜成年雄性家猪腰椎标本,随机分为3组,测试载荷-应变变化、应力-强度变化、载荷-位移变化、轴向刚度、扭转强度和刚度、极限力学性能等6项指标,实验数据进行统计分析.[结果]术后M-JOA评分平均下降16.79分.优良率达95.9%.生物力学试验显示穹顶形开窗减压组的6项指标接近正常组,与全椎板切除组比较均具有显著性差异.[结论]穹顶形开窗减压术治疗腰椎管狭窄症临床疗效满意,对腰椎后部结构破坏少,对其稳定性影响小,是一种治疗腰椎管狭窄症有效的方法.
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训练伤导致腓侧副韧带损伤与内侧胫骨平台骨折的关系研究
目的 探讨训练伤致腓侧副韧带损伤与内侧胫骨平台骨折之间的联系,为临床更好地诊疗内侧胫骨平台骨折提供理论基础.方法 选用成人新鲜膝关节标本12个,对膝关节腓侧副韧带、内侧胫骨平台进行生物力学试验:(1)膝关节伸直位腓骨颈长轴与腓侧副韧带夹角测量;(2)腓侧副韧带拉伸试验:截取自股骨外侧髁至腓骨头下5 cm处的一段韧带,固定于生物力学机下方进行拉伸试验,并记录韧带拉紧长度、松弛长度、大载荷、韧带大形变;(3)内侧胫骨平台压陷试验:用生物力学机测量内侧胫骨平台压陷时所受应力.结果 (1)膝关节伸直位量角器测得腓侧副韧带与腓骨颈长轴的夹角为11.40°±0.68°,大值为12.61°,小值为10.56°.(2)腓侧副韧带拉伸试验持续加大载荷至其失效,记录拉紧长度为(54.27±2.18) mm,大值为58.06 mm,小值为51.03 mm;松弛长度为(77.02±1.85) mm,大值为79.46 mm,小值为74.46 mm;大载荷为(549.57±10.97)N,大值为578.44N,小值为535.33 N;大形变为(22.28±1.08) mm,大值为24.42 mm,小值为20.41 mm.(3)内侧胫骨平台压陷力学试验测得其压陷时所受载荷为(2300.46±7.39)N,其中大值为2312.36N,小值为2287.28N.结论 (1)在MRI上,腓侧副韧带与通过腓骨颈的长轴成10～12°角的后斜冠状面可以更好地显示腓侧副韧带.(2)腓侧副韧带大形变为(21.9±1.08) mm.(3)内侧胫骨平台压陷时腓侧副韧带已具备断裂所需应力,应常规进行MRI检查腓侧副韧带损伤情况.
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腰脊柱椎间界面融合技术的生物力学
随着临床上对椎间盘及椎间盘源性疾病认识的不断提高,腰椎间界面融合技术(cage技术)在手术治疗腰椎不稳及所发生的继发性病变的过程中,起着越来越重要的作用.近年来国内外学者对椎间融合器的基础与临床作了大量研究.作为评价脊柱内固定器材性能重要手段生物力学试验,成为人们研究的重点和热点.本文把近年来有关腰椎界面融合技术的生物力学试验结论作一综述.
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低强度脉冲超声对新生骨成熟过程的影响
目的:探讨低强度脉冲超声对兔四肢骨延长模型新生骨成熟过程的影响.方法:60只成年新西兰兔随机分为低强度超声治疗组和空白对照组,所有动物行胫骨中段截骨并以Orthofix M103型迷你外固定架延长器固定,术后7 d后以0.5 mm/12 h延长10 d,超声治疗组在骨延长完成后以超声骨折治疗仪治疗4周,对照组不予治疗.分别于骨延长完成后4周、8周、12周处死治疗组及对照组实验动物,并收集新生骨标本.在骨延长后12周摄X光片,用ImageJ图像分析软件进行影像学分析,比较骨痂生长情况.用双能X线吸收测量法(dual energy X-ray absorptiometry, DEXA)测量兔胫骨中段骨密度.取8周组、12周组双侧兔胫骨标本做扭转生物力学测试.结果:以图像分析软件测量X线片上的12周组新生骨灰度值,发现12周治疗组的灰度值明显高于对照组(P＜0.05).DEXA测量显示8周和12周治疗组新生骨的骨密度大于对照组(P＜0.05).生物力学测试中,8周和12周治疗组的大扭力、极限扭转强度、破裂能各指标均优于对照组(P＜0.05).结论:低强度超声可作为一种生物物理刺激促使兔胫骨骨折部位成骨.
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低强度脉冲超声在骨-肌腱结合部纤维软骨带修复中的作用
目的 研究低强度脉冲超声(LIPUS)对兔髌骨-髌腱结合部(BTJ)愈合的影响.方法 建立兔部分髌骨切除模型,超声组在术后3天开始为期6周的LIPUS治疗;对照组在术后不给予治疗;通过组织学染色观察BTJ纤维软骨移行带的修复,并进行生物力学测试,以评估其疗效.结果 ①组织学结果显示,超声组术后6周在截骨界面有大量新骨生成,BTJ可见大量新生软骨细胞;术后12周纤维软骨带初步形成;术后18周可见具有过渡结构的纤维软骨带.而对照组术后6周纤维母细胞增生,无新骨形成;术后18周出现大量新生软骨细胞,但缺乏纤维软骨带的过渡结构.②术后6、12和18周的力学测量结果显示,各组BTJ随时间的推移而逐渐改建,三个时间点超声组的极限拉应力均明显高于对照组(P＜0.05).结论 LIPUS可使骨、软骨等多种细胞增生,通过促进新骨形成及重建纤维软骨带而加快骨肌腱结合部位的早期恢复.
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不同应力环境下生长期大鼠股骨的生物力学试验研究
在同一动物个体中创造两种应力环境,对不同受力条件下生长的大鼠股骨进行三点弯曲试验和压缩试验,研究应力对骨力学性能的影响.切断大鼠右侧坐骨神经,使其右后肢废用,为废用组;其左后肢处于过度负荷状态,为过载组;正常大鼠为对照组.每天早、午、晚鼓励动物运动各0.5 h,4周时结束实验观察,测试股骨干的生物力学参数.结果显示:应力环境引起大鼠股骨若干力学参数的改变.本研究表明,活骨组织可以通过改变其力学性能来适应环境,本实验模型实用可靠.
