万古霉素骨水泥力学性能及洗提特性

目的：探讨万古霉素加入国产骨水泥后的力学（机械性能）改变和缓释情况,以期指导临床应用。方法：依万古霉素含量不同从0 g开始每组万古霉素含量增加0.5 g直至3.0 g共分为7组,分别与40 g骨水泥混合。应用万能力学实验机测定万古霉素骨水泥的压缩强度、弯曲模量和弯曲强度,并进行洗提实验。结果：40 g骨水泥加入0～3.0 g万古霉素洗提前的压缩强度无明显变化,洗提后含3.0g万古霉素的骨水泥压缩强度及弯曲强度均低于对照组（P<0.05）,而各组万古霉素骨水泥的弯曲模量无明显变化。洗提实验中,各组在第1周释放万古霉素的量与骨水泥中万古霉素的含量呈递增关系。1周后万古霉素含量为1.5～2.0 g时,骨水泥中释放万古霉素的量明显高于其他各组（P<0.05）,并更趋于稳定。结论：万古霉素能有效地从骨水泥中持续释放,在万古霉素含量的选择上,可将40 g骨水泥中加入1.5～2.0 g万古霉素作为首选剂量,并且骨水泥的力学和物理性能有增强的可能。     

冷冻骨和冻干骨生物力学性能研究

目的探讨经冷冻和冷冻脱脂干燥处理的冷冻骨和冻干骨的生物力学性能变化,为同种异体骨移植术和牵张成骨术联合应用提供参考。方法健康杂种狗6只,取其下颌骨分为新鲜骨组Ⅰ、冷冻骨组、新鲜骨组Ⅱ、冻干骨组,每组分别进行弯曲试验、压缩试验。结果冷冻骨组最大弯曲力、抗弯强度、弯曲挠度均明显低于新鲜骨组Ⅰ（P＜0．05）,弯曲弹性模量明显高于新鲜骨组Ⅰ（P＜0．05）。冻干骨组最大弯曲力、弯曲强度、弯曲挠度均明显低于新鲜组骨Ⅱ（P＜0．05）,弯曲弹性模量明显高于新鲜组骨Ⅱ（P＜0．05）。冷冻骨组最大压缩力、抗压强度、压缩挠度均明显低于新鲜骨组Ⅰ（P＜0．05）,压缩弹性模量明显高于新鲜骨组Ⅰ（P＜0．05）,冻干骨组最大压缩力、抗压强度、压缩挠度均明显低于新鲜骨组Ⅱ（P＜0．05）,压缩弹性模量明显高于新鲜骨组Ⅱ（P＜0．05）。结论与新鲜骨相比,冷冻骨和冻干骨的生物力学压缩强度,抗弯强度均依次下降,冻干骨下降更明显;而弯曲弹性模量、压缩弹性模量均依次增加。     

3种消毒剂浸泡消毒对甲基丙烯酸树脂基托机械性能的影响

目的:测量3种消毒剂浸泡过的甲基丙烯酸树脂的机械性能,了解消毒剂对树脂基托机械性能的影响,为临床应用提供依据.方法:制备80 mm×15 mm×4 mm丙烯酸树脂试样40个,随机分成A、B、C、D 4组,每组10个,分别浸泡于1：200"84"消毒液、体积分数为0.1%的过氧乙酸、体积分数为2%的戊二醛消毒液和蒸馏水中,30 min后从每组取出5个(共20个)试样为组1,分别测试每组树脂基托的弯曲强度和弯曲模量;取出每组中的另外5个(共20个)为组2,测试其冲击强度.结果:1：200"84"消毒液、体积分数为0.1%的过氧乙酸、体积分数为2%的戊二醛3种消毒液浸泡前后,反映材料机械性能的弯曲强度和弯曲模量及冲击强度3项指标差异均无统计学意义,且与蒸馏水浸泡组差异无统计学意义.结论:甲基丙烯酸树脂在1：200"84"消毒液、体积分数为0.1%的过氧乙酸、体积分数为2%的戊二醛中浸泡30 min,其机械性能均不受影响.     

明胶添加量对α-磷酸三钙骨水泥性能的影响

目的 探讨明胶溶液添加量对α-磷酸三钙（α-tricalcium phosphate,α-TCP）骨水泥体系性能的影响。方法 将不同比例的明胶溶液与α-TCP骨水泥体系调和,测量各组骨水泥试样的抗弯强度和抗压强度,与未添加明胶溶液的对照组进行比较。将力学强度提高最大的一组与对照组进行防水性能、凝固时间和电镜下表面形貌图对比观察。结果 当明胶溶液与骨水泥调和液体积比（V_{明胶溶胶液}∶V_{骨水泥调和液}) = 25∶100时,骨水泥试样的抗压强度和抗弯强度最大。与对照组相比,抗压强度由（7.874 54±0.660 97） MPa提高到（9.936 52±0.433 17） MPa,差异有统计学意义(P<0.05);抗弯强度由（5.157 06±0.298 30） MPa提高到（7.959 71±0.281 63） MPa,差异有统计学意义(P<0.05)。初凝时间由3 min延长到5 min,而终凝时间仍为13 min。同时骨水泥防水性能增强,形成的羟基磷灰石晶体更加密集、均匀。结论 适宜的明胶溶液添加比例可以提高α-TCP骨水泥的力学性能、防水性能,并获得更适合临床应用的凝固时间。     

不同混合方法对抗生素骨水泥力学性能的影响

目的：观察不同混合方法制成的抗生素骨水泥中抗生素对骨水泥力学性能的影响,以期为临床骨水泥的使用提供实验依据.方法：将不同剂量的万古霉素按不同时相分别与40g骨水泥混合,测定各组万古霉素骨水泥的压缩强度、弯曲模量和弯曲强度.结果：2g以下万古霉素两种混合方式的力学结果均高于ISO5833标准,当骨水泥中加入3g万古霉素的时候两种混合方式与其它各组之间统计学有差异.结论：2g以下万古霉素均不影响骨水泥的力学性能,抗生素的剂量大于2g时将对骨水泥的力学性能产生影响,两种混合方法对骨水泥力学性能的无明显影响.     

阿伦磷酸钠含量对骨水泥静态机械性能的影响

目的：观察阿伦磷酸钠含量对骨水泥浸提前、浸提4周后静态机械性能的影响，从生物力学角度确定阿伦
磷酸钠的合适加入量。方法：在50 g Cemex®XL骨水泥粉末中分别加入0，10，50，100，500，1 000 mg阿伦磷酸钠制
备标本(依次命名为G0~G5组)。万用测试仪测定各组骨水泥浸提前、浸提4周后的压缩强度、弯曲强度(模量)；扫描
电子显微镜观察部分标本断面，显微CT测定标本孔隙率。结果：各组骨水泥浸提前、浸提4周后及浸提前后压缩
强度差异无统计学意义(P>0.05)；与G0组比较，浸提前或浸提4周后G1~G4组弯曲强度或弯曲模量均无明显改变
(P>0.05)，而与G5组弯曲强度有明显差异(P<0.05)；G5组浸提4周后弯曲模量与G0组差异有统计学意义(P<0.05)；
各组浸提前后弯曲强度差异均无统计学意义(P>0.05)；各组浸提前弯曲模量差异无统计学意义(P>0.05)，浸提前后弯
曲模量差异有统计学意义(P<0.05)。结论：50 g骨水泥粉末中阿伦磷酸钠加入量不超过500 mg对浸提前，浸提4周后的
静态机械性能无明显影响。     

负载抗结核药物骨水泥生物力学实验研究

目的观察负载抗结核药物对骨水泥材料生物力学性能的影响。方法无载药的骨水泥作为对照组,将40g骨水泥分别与不同剂量的利福平、异烟肼、乙胺丁醇、吡嗪酰胺,在无菌条件下真空搅拌,并加入骨水泥单体15mL,制成直径6mm、厚度3mm的矮圆柱体实验样品,分为R1组予负载0.75g利福平,R2组予负载1.5g利福平,R3组予负载2.25g利福平,H1组予负载0.3g异烟肼,H2组予负载0.6g异烟肼,H3组予负载0.9g异烟肼,E1组予负载0.75g乙胺丁醇,E2组予负载1.5g乙胺丁醇,E3组予负载2.25g乙胺丁醇,Z1组予负载1.5g吡嗪酰胺,Z2组予负载3.0g吡嗪酰胺,Z3组予负载4.5g吡嗪酰胺,每组6个,共制成78个试验样品。测定各骨水泥的面团时间和凝固时间。测量载抗结核药骨水泥的弯曲强度、弯曲模量和压缩强度的变化。结果载药骨水泥的压缩强度较标准骨水泥均有不同程度的降低,随着载药量越大压缩强度降低越明显。与对照组比较,低剂量载药组(R1组、H1组、E1组、Z1组)和中剂量载药组(R2组、H2组、E2组、Z2组)压缩强度差异无统计学意义(P0.05),高剂量载药组(R3组、H3组、E3组、Z3组)压缩强度降低[(46.15±9.34)Mpa、(79.22±9.07)Mpa、(21.96±6.85)Mpa、(42.02±5.23)Mpa比(86.34±9.24)Mpa],差异有统计学意义(P0.05)。载药骨水泥的弯曲强度和弯曲模量较对照组标准骨水泥均有不同程度的降低,随着载药量越大弯曲强度和弯曲模量降低越明显。与对照组比较,低剂量载药组(R1组、H1组、E1组、Z1组)弯曲强度和弯曲模量,差异无统计学意义(P0.05),中剂量载药组(R2组、H2组、E2组、Z2组)和高剂量载药组(R3组、H3组、E3组、Z3组)弯曲强度[(46.87±3.72)Mpa、(38.38±3.51)Mpa、(28.38±2.75)Mpa、(36.31±2.38)Mpa比(60.86±5.30)Mpa,(26.89±2.36)Mpa、(21.70±4.47)Mpa、(19.79±2.03)Mpa、(22.38±1.79)Mpa比(60.86±5.30)Mpa]和弯曲模量[(1719.13±142.36)Mpa、(1482.20±93.50)Mpa、(1235.25±100.74)Mpa、(831.14±92.82)Mpa比(2328.27±255.34)Mpa,(929.99±106.27)Mpa、(966.73±136.73)Mpa、(582.80±67.24)Mpa、(657.56±86.22)Mpa比(2328.27±255.34)Mpa]降低,差异有统计学意义(P均0.05)。结论负载抗结核药物后骨水泥材料生物力学性能发生变化,随着抗结核药物比例增高,骨水泥材料生物力学强度逐渐下降。     

负载抗结核药物骨水泥的生物力学实验研究

摘要：[目的] 研究负载抗结核药物对骨水泥材料生物力学性能的影响，为进一步优化抗结核骨水泥实验和临床使用提供必要的依据。 [方法] 无载药的骨水泥作为对照组，将40g骨水泥分别与不同剂量的利福平、异烟肼、乙胺丁醇、吡嗪酰胺，在无菌条件下真空搅拌，并加入骨水泥单体15mL，制成直径6mm、厚度3mm的矮圆柱体实验样品，分为R1组：负载0.75g利福平，R2组：负载1.5g利福平，R3组：负载2.25g利福平骨水泥， H1组：负载0.3g异烟肼，H2组：负载0.6g异烟肼，H3组：负载0.9g异烟肼，E1组：负载0.75g乙胺丁醇，E2组：负载1.5g乙胺丁醇，E3组：负载2.25g乙胺丁醇， Z1组：负载1.5g吡嗪酰胺，Z2组：负载3.0g吡嗪酰胺，Z3组：负载4.5g吡嗪酰胺，每组6个，共制成78个试验样品。然后测定各骨水泥的面团时间和凝固时间。测量载抗结核药骨水泥的弯曲强度，弯曲模量和压缩强度的变化。 [结果]载药骨水泥的压缩强度较标准骨水泥均有不同程度的降低，随着载药量越大压缩强度降低越明显。低剂量载药组（R1组，H1组，E1组，Z1组）和中剂量载药组（R2组，H2组，E2组，Z2组）与对照组相比较差异无统计学意义（p＞0.05），高剂量组（R3组，H3组，E3组，Z3组）与对照组相比较差异有统计学意义（p＜0.05）。载药骨水泥的弯曲强度和弯曲模量较对照组标准骨水泥均有不同程度的降低，随着载药量越大弯曲强度和弯曲模量降低越明显。低剂量载药组（R1组，H1组，E1组，Z1组）与对照组相比较差异无统计学意义（p＞0.05），中剂量载药组（R2组，H2组，E2组，Z2组）和高剂量组（R3组，H3组，E3组，Z3组）与对照组相比较差异有统计学意义（p＜0.05）。 [结论] 负载抗结核药物后骨水泥材料生物力学性能发生变化，随着抗结核药物比例的增高，骨水泥材料的生物力学强度逐渐下降。     

齿科聚合物基碳纤维复合材料的力学性能研究

目的:研究碳纤维增强丙烯酸树脂的力学性能.方法:将碳纤维按体积分数分为60%、70%、75%,与丙烯酸树脂制成单向碳纤维增强复合材料,并测试其弯曲强度、弯曲模量和面内剪切强度.结果:随着碳纤维比例的提高,复合材料的弯曲强度明显增加(P＜0.05),75%组达(1 385.14±97.07)MPa.75%组和70%组与60%组相比,弯曲模量提高明显,分别为(91.70±10.02)GPa、(83.26±8.56)GPa、(60.25±6.01)GPa(P＜0.01);面内剪切强度降低非常显著,分别为(54.80±5.71)MPa、(53.01±5.27)MPa、(70.03±3.12)MPa(P＜0.01).结论:碳纤维对丙烯酸树脂的弯曲性能具有增强作用,碳纤维含量以75%为好.     

不同强化技术在骨质疏松椎体钉道的力学研究

目的通过对火柴样骨条与骨水泥在骨质疏松椎体椎弓根螺钉钉道强化生物力学性能研究,为临床应用椎弓根螺钉钉道强化技术提供另外一种选择及基础研究依据。方法采用4具成人尸体腰椎,选择腰1～5共20个椎体作为实验标本,通过骨密度(BMD)测量确诊为骨质疏松,随机分成3组,A组:8个椎体75%骨水泥钉道强化;B组:8个椎体火柴样骨条强化;C组:4个椎体单纯椎弓根螺钉固定作为对照。分别进行轴向拔出力实验和周期抗屈实验的力学测定。结果 3组最大轴向拔出力比较差异均有统计学意义(P<0.05),周期抗屈实验时耐受最大负荷A组与B组比较无明显差异,与C组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论①骨水泥钉道强化和火柴样骨条强化都能够提高骨质疏松椎体椎弓根螺钉固定的即刻强度;②即刻稳定力火柴样骨条强化较骨水泥强化作用稍差,但在临床应用中,尤其是在钉道破损骨水泥使用受限,或者需要维持持续强度的患者更具意义,可作为临床上一种有效的选择。     

沙疗对股骨力学性能的影响及其有限元分析

目的 探讨在维医沙疗中,沙疗前后股骨力学性能的变化.方法 把兔子随机分为沙疗组、对照组两组,沙疗组和对照组的兔子都有退化犁关节炎,对照组兔子不进行任何形式的治疗,仅对沙疗组兔子进行沙疗实验,在沙疗完成后,取出兔子股骨做成试件并进行分组.采用NJ-100B型实验机对股骨进行拉伸和压缩强度的测定,将实验数据有限元进行分析.结果 沙疗组的平均拉伸强度比对照组的平均拉伸强度要高4.54 MPa,沙疗组的平均压缩强度比对照组的平均压缩强度要高22.76 MPa,有关节炎病变的兔子通过沙疗其骨骼的综合强度有一定的改善(23.21 MPa).有限元分析显示,在载荷从0-924 kg·m·s~(-2)之间变化时,长半轴的应力值总比短半轴应力值大(6.08MPα).结论 在体外不同温度加热后对骨组织的生物力学性能无明显影响.股骨离体静拉伸强度无明显下降,压缩强度比正常组有所提高.     

添加纳米载银无机抗菌剂的室温固化PMMA材料体外抗菌效果评价

目的: 研究添加纳米载银无机抗菌剂的室温固化聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料在体外对变形链球菌和白色念珠菌的抗菌效果,并检测纳米载银无机抗菌剂对室温固化PMMA材料机械性能的影响。方法: 采用球磨法将纳米载银无机抗菌剂按0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%添加到室温固化PMMA材料中,并制成抗菌试件,应用贴膜法测定这些抗菌试件在体外对变形链球菌和白色念珠菌的抗菌率。并在电子万能材料试验机、冲击试验机和摩擦磨损试验机上对这7种添加比例的抗菌试件进行弯曲强度、冲击强度和磨损性能的测试。结果: 抗菌剂含量为1.0%时,对变形链球菌和白色念珠菌的抗菌率均达到50%以上;抗菌剂的含量为2.5%时,对变形链球菌和白色念珠菌的抗菌率均达到90%以上。抗菌剂含量在1.0%～1.5%范围内3种机械性能较对照组均有所提高,随着抗菌剂含量的增加,3种机械性能逐渐降低。当抗菌剂含量超过2.0%时,磨损性能与对照组比较差异有统计学意义（P<0.05）;当抗菌剂含量超过2.5%时,弯曲强度和冲击强度与对照组比较差异有统计学意义（P<0.05）。结论: 添加纳米载银无机抗菌剂的室温固化PMMA材料显示了良好的抗菌效果,随抗菌剂含量增加,抗菌率逐渐提高。抗菌剂含量为2.0%时,既可以达到临床对抗菌的要求,又不会对室温固化PMMA材料的机械性能产生显著的影响。     

单壁碳纳米管/羟基磷灰石复合骨材料的制备、微观结构及力学性能分析

目的制备单壁碳纳米管/羟基磷灰石(SWNT/Hap)新型复合骨材料,解决传统支撑骨材料的力学性能缺陷。方法采用原位合成的方法制备SWNT/HAp纳米粒子及其复合材料。并通过红外吸收光谱(IR)和扫描电子显微镜(SEM)观察等方法测试制备效果,并评价复合骨材料的力学性能。结果SWNT/HAp复合骨材料的抗弯强度最大增幅将近50%,达到73MPa;而断裂韧性的最大提高幅度达到3倍,达到2.6MP·am1/2。结论各种检测手段表明制备的SWNT/HAp符合骨材料要求,力学性能有显著提高,满足支撑骨架的抗弯强度及断裂韧性方面的要求。     

Biomechanical features of Poly-D,L-lactic acid （PDLLA） rods through the degradation in vitro and in vivo

Objective：To observe the changing of biomechanical features during the degradation course of poly-D,L-lactic acid （PDLLA） rods in vivo and in vitro and to evaluate its value as an internal fixation material. Methods ：PDLLA rods were emerged into PBS simultaneous body fluid with constant temperature of 37℃ and the rods were embedded into muscle tissue of 20 rabbits for degradation in vitro and in vivo . The rods were taken out in 2, 4, 6, 8 and 12 weeks. Biomechanical features of bending, shearing and axial compression strength, rigidity and elastic modulus were observed during the degradation course. Statistical method was used to test the changes of biomechanical parameters. Results： （1）There was similar changes of bending, compressive, shearing strength and bending, compressive and shearing rigidity of the PDLLA rods between in vivo and in vitro. （2）Bending, compressive, shearing strength decreased 33%, 18 % and 43 % respectively within the first stage of the degradation, and after 6 weeks of degradation, they decreased slowly. （3）Elastic modulus, bending, compressive and shearing rigidity.decreased sharply during the 6 weeks of degradation, with a drop of 22%, 39% and 30% respectively, and after 8 weeks, they decreased slowly. Even after 12 weeks of degradation, the strength of the rods was still higher than that of sponge bone. Conclusion： During the degradation of the material, the strength and rigidity of PDLLA rods can meet the need of fracture fixation of cancellous bones.     

低温快速成型3D打印磁性纳米复合人工骨的性能测定

目的 利用低温快速成型技术的可控性、三维多孔立体结构的优点,制备骨组织修复材料磁性纳米多孔复合人工骨支架材料(n-HA/PLLA/Fe2O3),并检测其力学和降解性能.方法 低温快速成型仪分别制备不同成分比例的n-HA/PLLA/Fe2O3,再通过乙醇浸泡法测定支架孔隙率,采用电子试验机通过检测抗弯,抗压,弹性模量评价支架力学性能,通过电镜观察支架超微结构,浸泡磷酸盐缓冲液(PBS)进行降解试验,观察降解液的pH值变化,材料力学性能的变化.结果 n-HA和Fe2O3的比例增加,复合支架材料的拉伸强度减弱,弯曲强度在n-HA和Fe2O3的质量分数为10%时达到峰值(111.9 MPa),弹性模量随着n-HA和Fe2O3质量分数的增加而增大.在n-HA和Fe2O3含量为5%时出现大量的韧窝,孔隙率为83%;在n-HA和Fe2O3含量为10%断裂表面凹凸不平,孔隙率达到90%以上;在n-HA和Fe2O3含量为15%以上时断口又变得越来越平整,孔隙率在80%左右.随着降解时间的延长,支架材料的力学性能也一定程度的衰减.结论 复合人工骨支架材料的制备比例中,通过不同组分的筛选和测定,设定最佳的组分配比来制备出性能优良的支架材料.当n-HA和Fe2O3成分为10%时,该磁性纳米多孔复合人工骨支架材料具有更好的生物力学性能以及可降解性能.     

人发角蛋白复合聚乳酸棒的力学强度测试及体内降解观察

目的 对自行研究的人发角蛋白复合聚乳酸(HHK-PLA)骨科内固定棒进行力学强度测试和动物体内降解研究。方法 (1)利用MTS-858 Mini Bionix型生物力学测试机分别对20根HHK-PLA棒的剪切强度、弯曲强度和弯曲模量进行测试，了解HHK-PLA骨科内固定棒的力学性能。(2)36个HHK-PLA棒试件随机植入18只SD大鼠双侧脊旁皮下组织中，分别于术后1、2、4、8、12、16、20、24、28周取出，测量质量损失，了解HHK-PLA在大鼠体内的降解情况。结果 (1)HHK-PLA骨科内固定棒具有良好的初始机械力学强度，其剪切强度为241MPa。弯曲强度为358MPa，弯曲模量为13GPa。(2)HHK-PLA在大鼠体内可以良好的降解，早期降解较慢，而晚期降解较快。结论 HHK-PLA骨科内固定棒具有良好的初始力学强度，且在体内可以良好的降解，有望在将来用于四肢承重骨的内固定。     

人发角蛋白复合聚乳酸棒的力学强度测试及体内降解观察

目的对自行研究的人发角蛋白复合聚乳酸(HHK-PLA)骨科内固定棒进行力学强度测试和动物体内降解研究。方法(1)利用MTS-858MiniBionix型生物力学测试机分别对20根HHK-PLA棒的剪切强度、弯曲强度和弯曲模量进行测试,了解HHK-PLA骨科内固定棒的力学性能。(2)36个HHK-PLA棒试件随机植入18只SD大鼠双侧脊旁皮下组织中,分别于术后1、2、4、8、12、16、20、24、28周取出,测量质量损失,了解HHK-PLA在大鼠体内的降解情况。结果(1)HHK-PLA骨科内固定棒具有良好的初始机械力学强度,其剪切强度为241MPa,弯曲强度为358MPa,弯曲模量为13GPa。(2)HHK-PLA在大鼠体内可以良好的降解,早期降解较慢,而晚期降解较快。结论HHK-PLA骨科内固定棒具有良好的初始力学强度,且在体内可以良好的降解,有望在将来用于四肢承重骨的内固定。