青海高原牦牛和湖区水牛下肢骨强度的实验研究

目的了解青海高原牦牛和湖区水牛股骨、胫骨的抗拉强度、抗压强度、抗折(弯曲)强度和抗扭(剪切)强度.方法分别取6头成年青海高原牦牛和6头湖区水牛的下肢骨,按测试要求作成标准件,每项测试任取3个不同源的试样,用常规的力学试验设备和方法,分别进行两种牛股骨和胫骨的拉伸、压缩、抗折、扭转4项试验.结果牛股骨拉伸极限应力(106.35±3.45)MPa,压缩极限应力(127.60±2.65)MPa,抗折极限应力(225.9±4.1)MPa,扭转极限应力(53.45±1.55)MPa,胫骨拉伸极限应力(114.96±1.46)MPa,压缩极限应力(184.75±3.25)MPa,抗折极限应力(211.35±2.45)MPa,扭转极限应力(51.9±0.5)MPa.湖区水牛胫骨拉伸极限应力(128.1±11)MPa,压缩极限应力(195.8±9.4)MPa,抗折极限应力(167.4±12.7)MPa,扭转极限应力(54.25±0.75)MPa.结论获得了青海高原牦牛和湖区水牛下肢骨极限应力的初步数据.

椎体成形术后邻近椎间盘、椎体的力学性质变化

目的探讨椎体成形强化后对邻近椎间盘、椎体的力学影响.方法将包括3个椎体2个椎间盘的脊柱功能单元(FSU)分为两组,行中间椎体骨折后,分别在中间椎体行磷酸钙骨水泥(CPC)和医用骨水泥(PMMA)成形强化,以代表不同程度的强化.骨折前、成形后分别行屈曲压缩力学实验.结果FSU中间椎体成形后刚度比骨折前刚度升高19%时,FSU整体刚度和强度无影响;邻近椎体刚度降低6.7%(P＞0.05),但不显著;对邻近椎间盘高度有明显影响(P＜0.01).当FSU中间椎体成形后刚度比骨折前刚度升高5～6倍时,FSU整体刚度和强度仍无明显变化(P＞0.05);邻近椎体刚度降低24.4%(P＜0.01);对邻近椎间盘高度的影响大(P＜0.01).结论CPC强化椎体后,对邻近椎体造成的应力集中很小,而对邻近椎间盘有一定的影响;即使椎体刚度超过原来数倍时,可在邻近椎间盘造成明显的应力集中,但对邻近椎体刚度的影响远小于强化椎体本身刚度的增加幅度,而对节段刚度仍无明显影响.

中医心气虚证的血液动力学机理研究

目的心气虚是中医临床常见的病证,作者根据中医气血理论和对血液-组织液循环的分析建立了一个研究心气虚的血液动力学模型,从血液组织液循环角度阐述中医心气虚的动力学机理.方法通过对模型的计算与分析得到了心血管系统动力学参数变化对全身气虚主要症状-组织间隙水肿的影响规律,给出了心血管动力学参数与气虚水肿程度间的定量关系.结果将理论计算结果与临床和动物实验气虚证研究的比较发现,本模型可以定量解释中医心气虚的生理病理学机理.当心血管系统的参数(如血液总体积、外周阻力和心肌收缩特性等)发生改变时,会引起组织液的体积增大进而会导致组织液蛋白质和其他营养物质浓度的降低.结论中医心气虚证中的气和组织液中营养物质浓度有密切相关,血液中的血浆和水过多地扩散到组织液间隙中会稀释组织液中的营养物质,使细胞的外环境受到影响进而影响了细胞的生理功能,产生了气虚症状.

人体上肢的ADAMS建模及仿真

目的通过对人体上肢生理结构及其运动特征的分析研究,对上肢结构进行适当的简化,建立一个两刚体的运动系统,分析上肢的运动.方法运用ADAMS仿真软件,将上臂和前臂的骨骼简化为两刚体,上臂和躯干间的连结简化为球铰,上臂和前臂间的连结简化为合页铰,肌肉的作用简化为作用于其质心处的力,建立上肢的运动模型,并对旋内外、展收和屈伸三种简单运动进行仿真模拟.结果模型仿真的结果与上肢的实际运动情形相一致.结论使用ADAMS可以很好的建立人体上肢的运动模型,分析人体上肢的运动.

限制接触型滑槽螺栓加压双钢板的设计及力学性能研究

目的设计一种用于固定长骨干粉碎性骨折的新型双钢板,并测试其力学性能.方法自行设计制造限制接触型滑槽螺栓加压双钢板.并利用电测方法测试其强度及应力遮挡效应,与相同材料和工艺制造的单钢板和普通螺栓双钢板比较,检验其设计的合理性.结果限制接触型滑槽螺栓加压双钢板的轴向强度介于单钢板和传统双钢板之间,与两者均有显著差异(P＜0.01),抗弯强度接近传统双钢板,与单钢板有显著差异(P＜0.01),应力遮挡率显著低于普通螺栓双钢板(P＜0.01),与单钢板的应力遮挡率没有显著性差异.结论限制接触型滑槽螺栓加压双钢板的强度高且应力遮挡效应较低,力学设计合理,使早期功能锻炼和加快骨折愈合成为可能.走出了应力遮挡效应随内固定物截面积增大而增大的误区,为坚强内固定的前提下降低应力遮挡效应提供了一种新的方法.

不同跟腱修复材料特性的临床意义

目的跟腱断裂术后制动弊端多,而早期功能锻炼优点明确,探讨各种缝合材料在打结后材料力学特性及滑结情况,为临床创新设计,术后无须制动的缝合组合提供依据.方法将不同型号薇乔线(CV)、慕丝线(Mersilk)、攀状尼龙线(Nylon)、普迪思(PDS)各16条剪断后各打4个结,进行材料力学特性测试.结果缝合材料的大载荷、刚度、强度、比能分别为:PDS＞CV＞Nylon＞Mersilk(P＜0.05).结论尽管PDS肌腱缝合线易滑结,但1/0-PDS,1/0-CV、1/0 Nylon作端对端跟腱修复强度足够,相应5/0 PDS、5/0 CV缝合材料作腱周修复也可选择,且打4个以上结可靠.尽管Mersilk不易滑结,但不适合跟腱修复.不过好的缝合材料应选择佳的缝合方法才更有临床意义.

不同处理方法的牛心包生物力学特性测试分析

目的探索一种理想的牛心包处理方法.方法观察戊二醛及2,3-丁二醇改性戊二醛处理后的牛心包热挛缩温度、生物力学特性及超微结构变化.结果鞣制后心包厚度和僵硬度增加,柔韧性降低.丁二醇组的弹性模量(8.75±1.71)较戊二醛组(6.59±1.37)(P＜0.05)更近似于正常瓣膜组织;且其极限拉伸强度优于戊二醛组.超微结构显示丁二醇组胶原纤维与弹性纤维结构完整;戊二醛组胶原纤维和弹性纤维均明显变性,结构模糊.结论2,3-丁二醇改性处理后的牛心包具有更好的生物力学特性,该方法是一种较为理想的牛心包处理方法.

低切应力对体外培养动脉的平滑肌细胞增殖和凋亡的影响

目的研究切应力对完整血管的生物学作用.方法应用一种新的血管体外应力培养系统,控制定常流和压力100 mmHg,在低切应力条件下体外培养猪颈总动脉1、4、7d采用BrdU免疫组织化学、TUNEL法、Hoechst 33258荧光染色、透射电镜等方法观察血管平滑肌细胞的增殖和凋亡情况.结果低切应力作用下血管平滑肌细胞的增殖率呈逐渐上升的趋势,而凋亡率则先上升后下降,其中凋亡率在低切应力作用1d时达到高峰.结论在低切应力条件下血管发生重建,血管平滑肌细胞在增殖的同时还存在凋亡,提示切应力变化导致血管平滑肌细胞增殖和凋亡之间的失衡是某些心血管疾病发生的基础.

猪胸主动脉的零应力状态研究及其临床意义

目的探讨猪胸主动脉的生物力学特性变化.方法取1～9月龄猪的胸主动脉各6例,从每例标本的中段处将血管切为短圆环;将7月龄猪胸主动脉分为上、中、下段,每段再分为5个短圆环.将各血管沿其径向剪开,测量张开角的大小、壁厚和周长,并依周长计算出等效内径.结果猪胸主动脉张开角由1月的(42.17±4.06)°上升到7月的(76.22±4.047)°,在7月龄后达到稳定.对7月龄猪胸主动脉自上而下分析则发现张开角由(99.73±6.79)°降至(42.09±7.40)°壁厚/等效内径值随月龄增加而减小,于7月龄后保持于0.18左右.结论猪胸主动脉张开角、等效内径和壁厚随月龄的增加而增大;随着X/L的增加各项指标均逐渐减小,血管的内外径在7月龄后成比例生长.为猪→人异种血管移植和血管的病理改变后修复与功能重建提供依据.

椎体内空隙形成的生物力学研究及其临床意义

目的探讨椎体内空隙形成后的力学强度变化.方法将新鲜单椎体标本通过其后正中的静脉孔,用刮勺制作椎体内空隙模型,再测其强度,并与邻近椎体强度进行比较.结果显示当椎体内缺损分别占椎体体积的10%、20%、30%时,其强度减少的百分比分别为10.67%、18.00%、26.83%.结论椎体内缺损可明显降低椎体强度,随着缺损的增大,椎体强度降低更加明显,当缺损超过一定大小时,日常活动的应力就可以造成骨折.

挥鞭样损伤的生物力学

随着现代化建设和交通运输业的迅猛发展,挥鞭样损伤(whiplash injuries)的发生数急剧上升,据估计在美国每年挥鞭样损伤的新发病例已超过100万[1],因此加强挥鞭样损伤的基础与临床研究已成为当务之急.

第七届全国生物力学学术会议征文通知

欢迎订阅《医用生物力学》杂志

《中国药学文摘》及中国药学文献数据库网络版、光盘2003年征订启事

第三届《医用生物力学》编委会

《医用生物力学》第三届编委会第一次会议纪要

生物骨制品介绍