冷冻温度对大鼠肌腱超微结构及力学性能的影响

目的 :探讨冷冻温度对肌腱超微结构及力学性能的影响。方法 :SD大鼠肌腱用不同温度冷冻处理 ,液氮保存 1w ,光镜和透射电镜观察 ;兔肌腱用 -5 0℃冷冻预处理 ,液氮保存不同时间 ,复温后行肌腱拉伸实验。结果 :-5 0℃组超微结构与对照组之间无明显差异。肌腱破坏荷载 (N) :对照组、实验组保存 1 8、1 80、3 60d后分别为 66.0 0± 1 9.49、65 .0 0± 7.0 7、5 4.0 0± 1 1 .40和 3 9.0 0± 1 .2 0。肌腱延伸率 ( % ) :对照组 ,实验组保存 1 8、1 8、3 60d后依次为 63 .5 0± 1 7.3 0、3 8.60± 0 .98、3 0 .60± 0 .47和 2 1 .90± 9.2 9。结论 :-5 0℃是肌腱组织最佳冷冻预处理温度。长时段超深低温冷冻保存兔肌腱的延伸率降低     

自体静脉移植血管的应力应变关系及其相关组织形态学研究

本文研究了自体移植静脉的应力应变关系 ,将狗股静脉移植于股动脉 ,术后 6个月切取移植静脉进行轴向及环向的单轴拉伸实验及组织形态学观测 ,并和正常股静脉、股动脉的应力 应变关系及组织形态学进行了比较。结果表明 ,轴向移植静脉及正常静脉、动脉的应力 应变关系可表示为 :T =C1 (eα1(λ-1 ) - 1) (T <10kPa)和T =C2 eα2 (λ-1 ) - β(T≥ 10kPa) ,环向应力 应变关系可表示为 :T =C3(eα3(λ-1 ) - 1)。移植术后的静脉与正常静脉、动脉相比 ,轴向和环向静脉的应力 应变曲线均向左移 ,移植术后血管管壁组织结构的刚度比正常静脉、动脉的大 ;比如 ,移植静脉和正常静脉、动脉轴向的α2 (mean±SD)的值分别为 :34 .0 6± 7.30、19.2 1± 2 .35和 11.68± 0 .2 636,环向的α3(mean±SD)的值分别为 :55.76± 2 0 .16、2 7.56± 2 .82和 2 3 .0 8± 1.2 74 1,这显示了移植血管管壁组织在术后硬化的特性。组织形态学的研究表明 ,移植术后血管的管壁材料组份及结构发生了变化 ,管壁弹性纤维含量与正常静脉相比无显著差异 ,但远低于正常动脉 ;例如 ,弹性纤维在正常动脉、静脉及移植血管中的含量分别为 (mean±SD) :4 8.9± 4 .3、19.6± 0 .6和 19.9± 2 .7,说明移植血管并未出现动脉化趋势。此外 ,移植术     

酒精对戊二醛固定牛心包影响的实验研究

目的探讨酒精处理对戊二醛固定牛心包体内钙化和力学性能的影响。方法牛心包经戊二醛固定后,再用酒精处理,未经酒精处理组作为对照组。将两组牛心包埋植于大鼠皮下,分别于3周和2个月后取出,然后通过原子吸收光谱法和VonKossa钙染色评估两组牛心包钙含量变化。进行力学性能测试和热皱缩温度测定评估两组牛心包的物理性能。结果组织学检查显示酒精再处理对牛心包胶原纤维结构无明显破坏;大鼠皮下埋植实验显示酒精再处理能显著抑制戊二醛固定牛心包的钙化,3周时酒精再处理的戊二醛固定牛心包组钙含量是(1.08±0.30)mg/g,酒精未处理组钙含量是(24.55±7.16)mg/g;2个月时酒精再处理戊二醛固定牛心包组钙含量是(1.20±0.43)mg/g,酒精未处理组钙含量是(120.22±37.36)mg/g,差异有统计学意义;酒精再处理后牛心包的断裂伸长率增大,抗拉负荷增大,但抗拉强度改变无统计学意义;酒精再处理后牛心包的热皱缩温度下降。结论酒精处理戊二醛固定的牛心包动物体内实验显示有显著的抗钙化作用,并且具有良好的力学性能。     

牦牛心包的组织结构

本文以资源丰富的牦牛心包为对象,对其组织结构进行了探讨,并与商品牛心包瓣材料进行对比,结果发现: (1)牦牛心包主要由胶原纤维、弹性纤维和多种结缔组织成分构成;整个厚度的心包组织可分为三层:浆膜层、纤维层和心包外结缔组织层。 (2)与美国Edwards公司和Shiley公司牛心包材料相比,牦牛心包除弹性纤维数量较少外,在织组结构上没有重大差异。 (3)从组织学角度看,牦牛心包很有希望用作生物心瓣材料。     

赖氨酸增加戊二醛对胶原生物材料的交联

目前常用戊二醛作胶原生物材料交联剂,收集16～20个月的小牛纤维心包,切成5×5cm,用m/15磷酸缓冲液PH7.4,内含0.7%戊二醛或1M赖氨酸处理及盐水冲洗,培养3周,加温脱水制成2×1cm碎片,进行机械加速疲劳试验,循环数为1200次/分。每100克牛心胶原纤维加入50mg胃蛋白酶消化,过滤真空干燥,制成均匀、黄色干燥膜,厚度为0.3mm,10mm~2,重量大约为5mg。以30片膜碎片为一组,同样经戊二醛、赖氨酸反复处理。牛血清蛋白10mg/ml,进行牛血清蛋白低聚体分离和用0.2M赖氨酸固定化合物,作蛋白模型     

不同时段超低温保存对兔肌腱力学性能的影响

目的 :探讨不同时段超低温保存对兔肌腱组织生物力学性能的影响。方法 :以 15 %DMSO(二甲基亚砜 )为低温保护剂 ,采用两步冷冻保存步骤 ,对青紫兰兔肌腱进行维持温度 - 5 0℃的冷冻预处理 ,- 196℃液氮保存 18d、180d ,测试前用 4 0℃水浴复温 ,每组肌腱 8段 ,与新鲜肌腱对照进行拉伸实验。结果 :肌腱的破坏荷载在对照组、18d组、180d组分别为 (6 6 .0± 19.4 9)N、(6 5 .0± 7.0 7)N和 (5 4 .0± 11.4 )N ,各组肌腱的延伸率 (% )依次为 6 3.5± 17.3、38.6± 0 .98和 30 .6± 0 .4 7。结论 :经不同时段超低温冷冻保存的兔肌腱 ,拉伸实验的生物力学指标无明显差异 (P>0 .0 5 )。     

新型射频组织焊接电极的设计、仿真与实验研究

目的 设计一种新型射频组织焊接电极,提高吻合口生物力学强度的同时减少组织热损伤。 方法 设计表面存在镂空结构的新型电极(梅花形电极),以环形电极作为对照组,在射频能量作用下完成肠道组织焊接,通过撕脱力和爆破压测试研究焊接吻合口的生物力学特性,采用有限元电-热-力多场耦合仿真分析和热电偶探针研究焊 接过程中的组织热损伤,并对微观组织结构进行检查。 结果 当焊接功率 120 W、焊接时间 8 s、压合压强 20 kPa时,肠道吻合口呈现最优的生物力学特性。 与环形电极对照组相比,梅花形电极组吻合口生物力学强度更高,撕脱力和爆破压分别从(8. 62±1. 22) N、(81. 7±3. 36) mmHg 增加到 (9. 54±1. 24) N、(89. 4±4. 15) mmHg,且组织热损伤显著减少,组织微观结构连接更为紧密。 结论 该新型电极在提高吻合口生物力学强度的同时可减少组织热损伤,进而实现更好的吻合效果。 研究结果可为实现人体管腔组织的无缝连接提供参考。     

氨氯地平和贝那普利对牛主动脉内皮细胞内皮素-1mRNA表达的影响

目的　本研究利用牛主动脉血管内皮细胞的实验模型 ,观察氨氯地平和贝那普利对内皮素 - 1(ET - 1)mRNA表达的影响 .方法　制备 5～ 10代牛主动脉血管内皮的细胞悬液 .取生长融合、成片的细胞随机分成 3组 .分别为空白对照组、氨氯地平 ( 10 -5mol/L)、贝那普利组 ( 10 -5mol/L) .CO2 培养箱中孵化 2小时 ,收获细胞提取总RNA .用RT -PCR法扩增ET - 1cDNA的特异片段 ,PCR产物上样于 6 %聚丙烯凝胶行电泳 ,剥胶按改良的Brandt法进行银染 ,进行辉度扫描 ,对ET - 1的量进行定量分析 .结果　经区带密度扫描分析 ,与空白对照相比较 ,氨氯地平组和贝那普利组信号强度减弱 ( 0 .4 6± 0 .11vs 0 .2 6± 0 .0 5和 0 .4 6± 0 .11vs0 .2 3± 0 .0 5 ;p<0 .0 0 1) .而在两个处理组间无差异 .结论　氨氯地平和贝那普利可抑制培养牛主动脉内皮细胞的ET - 1mRNA表达     

亲水性交联剂处理牛颈静脉的理化特征

分别用 4 %的 EX- 313与 0 .5 %的戊二醛处理牛颈静脉带瓣胶原管道 ,所获的材料分别进行外观、扫描电镜与光镜检查 ;另外进行大鼠皮下埋植试验 ,生物力学的测试 ,所获的数据进行 t检验。EX- 313处理后的材料比戊二醛处理者质地更接近天然血管 ,结构间充满空隙 ,抗张强度与戊二醛处理者相当 ,抗钙化方面 EX- 313处理者明显优于戊二醛处理者。用亲水性交联剂 EX- 313处理的生物材料在抗钙化与顺应性方面比戊二醛更有优势 ,由其处理的牛颈静脉有可能成为较理想心脏修复材料     

缩窄性心包炎心包切除范围的研究

目的 为了探讨缩窄性心包炎心包切除范围对手术效果的影响。方法 选择1980年～1999年缩窄性心包炎病人18例。依据手术方法不同分成2组;研究组8例行左心包切除术,对照组10例做全心包切除术。结果 术后观察左心组的平均动脉压(MAP)为114±11.67mmHg,心率(HR)99.50±8.21T/min,脉压差(PPD)25.63±2.97mmHg均大于对照组的MAP90.80±10.66mmHg,HR88.80±8.63mmHg和PPD16.70±3.06mmHg。统计学处理,P<0.01。结论 心包炎左心包切除比全心包切除对术后心功恢复有利。     

A human pericardium biopolymeric scaffold for autologous heart valve tissue engineering: cellular and extracellular matrix structure and biomechanical properties in comparison with a normal aortic heart valve

The objective of our study was to compare the cellular and extracellular matrix (ECM) structure and the biomechanical properties of human pericardium (HP) with the normal human aortic heart valve (NAV). HP tissues (from 12 patients) and NAV samples (from 5 patients) were harvested during heart surgery. The main cells in HP were pericardial interstitial cells, which are fibroblast-like cells of mesenchymal origin similar to the valvular interstitial cells in NAV tissue. The ECM of HP had a statistically significantly (p < 0.001) higher collagen I content, a lower collagen III and elastin content, and a similar glycosaminoglycans (GAGs) content, in comparison with the NAV, as measured by ECM integrated density. However, the relative thickness of the main load-bearing structures of the two tissues, the dense part of fibrous HP (49 ± 2%) and the lamina fibrosa of NAV (47 ± 4%), was similar. In both tissues, the secant elastic modulus (Es) was significantly lower in the transversal direction (p < 0.05) than in the longitudinal direction. This proved that both tissues were anisotropic. No statistically significant differences in UTS (ultimate tensile strength) values and in calculated bending stiffness values in the longitudinal or transversal direction were found between HP and NAV. Our study confirms that HP has an advantageous ECM biopolymeric structure and has the biomechanical properties required for a tissue from which an autologous heart valve replacement may be constructed.     

内侧支撑螺钉在锁定钢板治疗肱骨近端骨折中的生物力学优势

目的探讨内侧支撑螺钉在肱骨近端锁定钢板固定肱骨近端骨折中的生物力学性能。方法将30个人工合成左侧肱骨随机分成3组,建立外科颈骨折模型,采用肱骨近端锁定钢板固定:A组,近端内侧骨皮质支撑,无内侧支撑螺钉;B组,3枚内侧支撑螺钉支撑,无内侧骨皮质支撑;C组,无内侧骨皮质和内侧支撑螺钉支撑。分别对3组标本进行轴向压缩、抗扭、剪切力压缩、模型失效测试。结果 A、B、C 3组轴向压缩最大载荷为A组((240.88±19.13)N)>B组((169.04±19.26)N)>C组((128.58±17.53)N),P<0.05);抗压刚度为A组((424.4±101.2)N/mm)>B组((230.7±40.54)N/mm)>C组((147.0±29.2)N/mm,P<0.05);抗扭测试最大扭矩A组((8.92±0.25)N.m)、B组((9.09±0.31)N.m)>C组((7.57±0.53)N.m,P<0.05),抗扭刚度A组((1.80±0.07)N.m/(°))、B组((1.86±0.07)N.m/(°))>C组((1.53±0.10)N.m/(°),P<0.05);剪切力压缩测试最大载荷为A组((444.71±20.87)N)>B组((228.79±28.95)N)>C组((188.73±26.15)N,P<0.05),抗压刚度为A组((470.0±54.4)N/mm)>B组((183.89±29.64)N/mm)>C组((140.2±32.1)N/mm,P<0.05);模型失效载荷A组((2 949.76±355.08)N)>B组((2 448.13±402.39)N)、C组((2 222.55±336.41)N,P<0.05)。结论肱骨近端内侧骨皮质支撑具有最佳的生物力学性能,采用3枚内侧支撑螺钉重建肱骨近端内侧柱支撑的生物力学性能较无内侧柱支撑时明显增强。通过内侧骨皮质支撑或内侧支撑螺钉重建肱骨近端内侧柱支撑值得临床运用,以预防术后内固定失败。     

Comparison of long-term results between Hancock porcine bioprosthesis and Carpentier-Edwards pericardial bioprosthesis in the aortic and the mitral positions

The aim of this study was to compare the long-term results with the Carpentier-Edwards pericardial bioprosthesis, a second-generation bioprosthesis, and the Hancock porcine valve in the aortic and mitral position. Long-term results of isolated valve replacement with the Carpentier-Edwards pericardial bioprosthesis (73 valves in the aortic position and 73 valves in the mitral position) were compared with those with the Hancock porcine bioprosthesis (41 valves in the aortic and 124 valves in the mitral position). In the aortic position, the mean follow-up period was 8.2±4.0 years with the Carpentier-Edwards pericardial bioprosthesis and 9.9±4.4 years with the Hancock porcine bioprosthesis. In the mitral position, the mean follow-up period was 7.5±4.3 years with the Carpentier-Edwards pericardial bioprosthesis and 10.0±5.3 years with the Hancock porcine bioprosthesis. The results showed that the mean age at implantation was significantly higher in patients with a Carpentier-Edwards pericardial bioprosthesis (58±13 years in the aortic and 51±15 years in the mitral) than in those with a Hancock bioprosthesis (42±13 years in the aortic and 45±10 years in the mitral). In the aortic position, actuarial freedom from structural deterioration of the Carpentier-Edwards pericardial bioprosthesis was significantly better (85±6% at 13 years) than that with the Hancock bioprosthesis (40±10%,P<0.02). In the mitral position, actuarial freedom from structural deterioration of the Carpentier-Edwards pericardial bioprosthesis was similar to that with the Hancock bioprosthesis (32±9% and 44±6% at 13 years, respectively). It is concluded that the durability of the Carpentier-Edwards pericardial bioprosthesis in the aortic position was satisfactory in the elderly patients. In the mitral position, the superior durability of the Carpentier-Edwards pericardial bioprosthesis against the Hancock bioprosthesis failed to be proved.     

自主研制新型肩胛颈部解剖锁定钢板的生物力学对比

目的 将自主研制新型肩胛颈部解剖锁定钢板与 Watson 重建接骨板进行生物力学对比分析,观察其生物力学方面的特点及优势。 方法 选取 12 具防腐、湿润的成人肩胛骨尸体标本(男 7 具,女 5 具),造模成肩胛颈骨折(Miller 分型 II B 型)标本,根据取标本的先后顺序及性别随机分为实验组和对照组:实验组采用新型肩胛颈部解剖锁定钢板内固定,对照组采用 Watson 重建接骨板内固定。 将标本安置钢板后在生物力学实验机上分别进行肩胛颈部抗拉伸实验、钢板螺钉抗拔出实验、动态疲劳实验。 通过与实验终端相连接的计算机采集实验数据,并绘制力-位移曲线以及周期-位移曲线。 结果 在肩胛颈部抗拉伸实验中,实验组平均抗拉伸力[(356. 50±32. 19) N]优于对照组[(193. 83±29. 39) N] (P<0. 05)。 在肩胛颈部钢板螺钉抗拔出实验中,实验组平均抗拔出力[( 263. 83±22. 85) N]优于对照组[(135. 50±15. 40) N)](P<0. 05)。 在动态疲劳实验中,300 个周期内实验组平均位移小于对照组(P<0. 05),且均未出现钢板、螺钉断裂松动现象。 结论 自主研制的新型肩胛颈部解剖锁定钢板在抗拉伸、抗拔出、动态疲劳生物力学性能优于重建接骨板,可为临床上治疗肩胛骨颈部骨折提供一种较为理想的内固定系统。     

三Endobutton技术解剖重建喙锁韧带与改良Weaver-Dunn术式的生物力学分析

目的对比三Endobutton技术解剖重建喙锁韧带与改良Weaver-Dunn术式的生物力学表现。方法 12具新鲜冰冻尸肩,分别从前、后及上3个方向对标本施加70 N应力,测量锁骨相对于肩胛骨的位移,完成后以25 mm/min的速率向上进行破坏试验,记录破坏负荷及断裂模式。将标本随机分为Endobutton组和改良Weaver-Dunn组,分别进行三Endobutton重建和改良Weaver-Dunn重建,重建后进行移位试验和破坏试验,比较不同情况下肩锁关节稳定性和力学强度。结果 Endobutton组比改良Weaver-Dunn组向前((8.72±1.41)mm vs(37.03±5.05)mm)及向后((8.03±3.68)mm vs(14.85±1.89)mm)的移位更小(P<0.05),与重建前喙锁韧带完整时(向前(7.81±2.22)mm,向后(7.16±1.95)mm)接近。向上移位各组间无明显差异。改良Weaver-Dunn组的破坏负荷为(172±9)N,明显低于Endobutton组(687±115)N和韧带完整组(685±234)N(P<0.05)。结论三Endobutton解剖重建喙锁韧带较改良Weaver-Dunn术式向前、向后移位更小,稳定性更接近于原完整韧带,且强度与喙锁韧带相近,能更好地恢复喙锁韧带的功能。     

The effect of temperature and glutaraldehyde fixation on the mechanical properties of bovine pericardial tissues

A comparison is made of the elastic response of fresh pericardial tissues at 25, 37, and 42 degrees C, and also of fresh and glutaraldehyde-fixed tissues. Strips of bovine pericardial tissues cut perpendicular to the base-apex axis of the heart were used. An Instron machine was used for uniaxial tensile tests, and the strain-rate used was 666.7% X min-1. No significant differences in tissue mechanical properties were observed for temperature values of 25, 37, and 42 degrees C. However tissues fixed in a glutaraldehyde solution were more extensible than fresh tissues. The elastic responses of tissue preserved for 1 day in glutaraldehyde are not very different from those preserved for up to 10 days.     

腰椎椎体间镍钛记忆合金支架的生物力学分析

目的 测试镍钛记忆合金支架的力学性能及用于腰椎间融合术的体外生物力学性能。方法 通过力学测试机测试支架的力学性能,并在新鲜腰椎标本上模拟腰椎间融合术,对比分析镍钛记忆合金支架及其配套的骨粒-可吸收骨水泥混凝物浇注植骨方法、传统盒状融合器用于腰椎间融合术的生物力学性能。结果 镍钛记忆合金支架最大抗压强度为(12 964±962) N,记忆特性有效范围内最大形变为(4.68±0.03) mm,形状恢复率为99.86%。相比于正常腰椎模型,单独使用镍钛记忆合金支架植入模拟腰椎间融合术后手术节段稳定性在前屈、后伸、侧屈、旋转方向上均有增加,与采用传统盒状融合器相当(P>0.05)。而在复合使用配套设计的自体骨粒-可吸收骨水泥混凝物植骨后,手术节段活动度进一步降低(P<0.05),节段稳定性与附加椎弓根螺钉内固定组相当(P>0.05)。镍钛记忆合金支架植入后的抗拔出强度弱于传统盒状融合器(P<0.05),在配合使用自体骨粒-可吸收骨水泥混凝物植骨时的抗拔出强度显著强于传统盒状融合器(P<0.05)。结论 本研究的镍钛记忆合金支架同时配套设计了相匹配的骨粒-骨水泥混凝...     

三种不同内固定方式治疗肱骨大结节骨折稳定性的体外力学分析

目的 对单纯肱骨大结节骨折的3种不同内固定方式(螺钉、张力带、肱骨大结节锁定钢板)进行生物力学测试,比较其稳定性,为临床肱骨大结节骨折内固定物的选择提供生物力学依据。方法 取18具保留肩袖肌的新鲜冰冻成人肱骨尸体标本,建立肱骨大结节骨折模型后,随机编号分为3组,分别采用螺钉、张力带及肱骨大结节锁定钢板技术固定大结节骨折块,牵拉冈上肌,测试力-位移曲线,记录2组参数：大结节移位5 mm时力的大小（load to 5 mm yield point, LtYP）及失效负荷（load to failure, LtF）。结果3组标本(螺钉组、张力带组、肱骨大结节锁定钢板组)在大结节移位5 mm时力的大小分别为(377±86)、(499±90)、(793±52) N,3组标本间LtYP差异有统计学意义（P<0.01）;两两比较,锁定钢板组LtYP远大于螺钉组（本研究中仅3例在内固定失效前位移达到5 mm）,差异有统计学意义（P<0.01）,锁定钢板组LtYP相比张力带组差异有统计学意义（P<0.01）,张力带组LtYP相对螺钉组表现出明显的统计学意义（P<0.01）。3组标本失效负荷分别为(744±112)、(908±93)、(979±143) N,3组标本间LtF差异有统计学意义（P<0.01）;锁定钢板组LtF相对螺钉组具有明显的统计学意义（P<0.01）,张力带组LtF相对螺钉组有统计学意义（P<0.01）,但锁定钢板组LtF与张力带组之间无明显统计学差异（P>0.05）。结论 肱骨大结节锁定钢板组相对螺钉组及张力带组表现出明显的生物力学优势,锁定钢板将为临床治疗单纯肱骨大结节骨折提供新的、更好的选择。     

Histopathological changes in the infrapatellar fat pad in an experimental rabbit model of early patellofemoral osteoarthritis

Background

The purpose of this study was to characterise the histopathological changes in the infrapatellar fat pad (IPFP) in the early stage of patellofemoral osteoarthritis (PFOA).

An in vitro scratch tendon tissue injury model: effects of high frequency low magnitude loading

The healing process of ruptured tendons is suboptimal, taking months to achieve tissue with inferior properties to healthy tendon. Mechanical loading has been shown to positively influence tendon healing. However, high frequency low magnitude (HFLM) loads, which have shown promise in maintaining healthy tendon properties, have not been studied with in vitro injury models. Here, we present and validate an in vitro scratch tendon tissue injury model to investigate effects of HFLM loading on the properties of injured rat tail tendon fascicles (RTTFs). A longitudinal tendon tear was simulated using a needle aseptically to scratch a defined length along individual RTTFs. Tissue viability, biomechanical, and biochemical parameters were investigated before and 7 days after culture . The effects of static, HFLM (20 Hz), and low frequency (1 Hz) cyclic loading or no load were also investigated. Tendon viability was confirmed in damaged RTTFs after 7 days of culture, and the effects of a 0.77 ± 0.06 cm scratch on the mechanical property (tangent modulus) and tissue metabolism in damaged tendons were consistent, showing significant damage severity compared with intact tendons. Damaged tendon fascicles receiving HFLM (20 Hz) loads displayed significantly higher mean tangent modulus than unloaded damaged tendons (212.7 ± 14.94 v 92.7 ± 15.59 MPa), and damaged tendons receiving static loading (117.9 ± 10.65 MPa). HFLM stimulation maintained metabolic activity in 7-day cultured damaged tendons at similar levels to fresh tendons immediately following damage. Only damaged tendons receiving HFLM loads showed significantly higher metabolism than unloaded damaged tendons (relative fluorescence units —7021 ± 635.9 v 3745.1 ± 641.7). These validation data support the use of the custom-made in vitro injury model for investigating the potential of HFLM loading interventions in treating damaged tendons.