人工髋关节生物力学研究进展

自从Charnley在20世纪60年代,对人工髋关节置换术做出一系列开创性贡献后[1],人工髋关节置换术在临床广泛开展,成为治疗髋关节严重病变的有效手段.在取得巨大成功的同时,不可忽视感染、关节脱位、假体松动、断裂、磨屑造成的骨吸收等已成为影响手术远期效果的主要原因.而这些很大程度上都与术后的应力分布异常(对比生理状态)有关.近年来生物力学研究已经成为热点.     

人工髋关节置换假体生物力学的研究进展

自从Charnley在20世纪60年代开始对人工髋关节置换做出贡献后,人工髋关节置换术在临床广泛开展,成为治疗髋关节严重病变的有效手段。目前随着科学技术的进步,近年来生物力学研究已经成为热点。本文将对已经进行的人工髋关节置换假体生物力学的研究作一综述。     

人工全髋关节置换术后患者髋关节功能的生物力学分析

目的：采用生物力学评价方法研究人工全髋关节置换术（THR）后患者髋部步态动力学和肌力的变化与髋关节功能状态的关系。方法：选择单侧THR的患者共25例，按术后不同时期分为两组。利用压电晶体式三维侧力台和等速极力测试系统，观察两组患者健、患侧髋的曲伸肌力变化。结果：①步态测试：术后1年以内组患者健、患侧的垂直分力－时间积分值差异显著（P＜0．05）。②等速肌力测试：双侧峰力矩值术后1年以内组健侧屈、伸肌均大于患侧（P＜0．05）。峰力矩占体重比值术后1年以内组健侧屈、伸肌均大于患侧，差异显著。③临床评价：患者髋关节Harris评分从术前的18－60分提高到术后的78－97分。结论：术后生物力学的测定有助于判断髋周肌力的恢复情况。其与临床评价不一致，可能更具客观性，可作为评价THR后髋关节功能的重要参考指标。     

髋关节的生物力学改变与髋关节疾病手术治疗研究进展

髋关节是一个由骨、韧带和肌肉组织组成的复杂结构,在站立和行走过程中将体质量传向下肢.因其解剖结构复杂且病变多样,诊断髋关节疼痛的原因及其病理变化比较困难.诊断和治疗手段的发展使人们对髋关节疾病的治疗有了新的认识.了解髋关节的生物力学和运动功能以及相关的病理变化,有助于骨科医生正确地诊断和治疗髋关节疾病.本文对髋关节及其周围结构的生物力学以及髋关节病变如髋臼发育不良、股骨髋臼撞击综合征、盂唇损伤、关节囊松弛、髋关节不稳和关节软骨损伤的生物力学改变进行综述,并讨论这些病变的临床意义及其治疗方法在恢复和保留髋关节功能中的作用.     

金属对金属人工髋关节边缘接触效应

目的 研究金属对金属人工髋关节不同行走姿态下的接触力学行为,特别是大幅度运动可能导致的边缘接触效应.方法 建立球面共型接触的髋关节有限元模型,通过改变髋臼相对股骨头的倾斜状态和对股骨头施加恒定竖直方向载荷相结合,等效模拟分析人工髋关节不同行走姿态下的接触状态.结果 髋臼相对股骨头倾角在小于约60°范围内增加时,其对应的最大接触压力呈下降趋势,接触面积有所增大;当倾角超过80°范围时,关节接触区域因靠近髋臼边缘,最大接触压力位置由初始接触点向髋臼倾斜方向移动了约6°～9°的位置,用以满足压力分布合力与外载荷的平衡,接触压力和分布范围有所增加.结论 髋臼相对股骨头较大倾斜状态极易引起不同的边缘接触现象,置换人体髋关节产生的边缘接触问题需要引起临床外科和关节制造上的重视.     

细胞因子与人工髋关节无菌性松动

全髋置换术 (THR)术后的无菌性松动 (asepticloosing of total hip replace,ALTHR) ,是威胁假体寿命主要并发症之一 ,其原因仍不清楚 ,但导致 ALTHR的原因可分为 :机械性、植入体成分、形状与宿主的生物相容性等因素 [1] 。近年来 ,AL THR研究热点集中在骨与假体或骨与骨水泥之间界面及界面组织的病理、生理的研究。研究人员已发现这界面组织主要由巨噬细胞、成纤维细胞、干细胞和血管内皮细胞、淋巴细胞等组成疏松组织 ,他们产生各种炎性介质 ,导致骨的吸收“溶骨”和假体的无菌松动 [1,2 ] ,最主要介质来源于界膜组织产生细胞因子…     

人体髋关节周围肌肉三维生物力学模型的建立与应用

目的建立精确、接近生理的髋关节周围肌肉三维生物力学模型.方法以股骨头、髋臼的中心为原点建立股骨及骨盆的右手正交坐标系,将髋关节周围起于骨盆的肌肉的股骨、骨盆附着点的三维坐标位置进行了测量定位.结果测得了髋关节周围起于骨盆的22块肌肉的股骨、骨盆附着点的三维坐标位置.结论本模型全面描述了髋关节周围肌肉的三维特征,提高了其反映关节生物力学环境的准确性.     

人工髋关节无菌性松动的研究进展

无菌性松动是人工髋关节置换术晚期失败的一个主要原因,多表现为骨溶解,其产生机理复杂且有多因素参与.从力学因素和生物学因素两方面综述骨溶解的产生机制,提出通过改进假体设计,提高手术技术以及应用药物减少人工髋关节无菌性松动.     

人工全髋关节置换术的护理

我科于 1998～ 2 0 0 0年共进行了人工全髋关节置换术 10例 ,通过对这些病人进行健康指导及心理护理 ,取得了满意的效果。现将护理体会介绍如下。1　临床资料10例中 ,男性 7例。年龄 5 4～ 70岁。股骨头缺血坏死并骨性关节炎 8例 ,股骨颈骨折及股骨头坏死并骨性关节炎 2例。术后切口无感染 ,无长期卧床并发症 ,疗效满意。2　护理2 1　术前准备2 1 1　心理护理 :多数患者对手术有恐惧紧张心理 ,担心术后效果不满意等 ,故护理人员应对其加强心理护理 ,让他们了解手术过程 ,取得配合 ,向患者介绍成功病例 ,或请手术成功者现身说法以增强信心…     

人工髋关节的康复护理

我科2003年1月-2005年12月共完成全髋关节置换39例。现将护理体会介绍如下。     

人工股骨头置换治疗粗隆间骨折假体柄初始稳定性的生物力学研究

目的本研究通过生物力学实验评估小粗隆复位固定对假体柄稳定性的影响。方法应用新鲜冷冻湿润成年尸体股骨标本和SQK型人工双动半髋关节假体制作三组实验试件：常规骨水泥型人工双动股骨头置换,模拟粗隆间骨折后复位固定小粗隆的骨水泥型人工双动股骨头置换,骨水泥重建股骨距并置入人工双动股骨头后将小粗隆骨折块复位。将试件进行10 000次循环测试,测定每个试件每隔1 000次循环假体柄的下沉移位数据。结果时间-位移曲线显示,三个试验组的轴向位移随循环次数增加而增大,其中常规置换组在所有时间节点的位移均值最小,骨水泥重建组的位移均值最大。三个试验组试件完成最终第10 000次循环测试后,其轴向位移数据的均值差异不具有统计学意义;常规置换组的位移均数最小,数据的变异程度也最小;小粗隆固定组与骨水泥重建组之间,骨水泥重建组位移均数和变异程度更大。结论在粗隆间骨折的两个实验组中假体柄的下沉趋势整体大于常规骨水泥型人工股骨头置换组,骨水泥重建股骨距组的位移数据较小粗隆固定组变异及下沉趋势更大。     

股骨假体远端微动的原因分析

目的:分析假体植入带来的力学变化导致远端微动的原因,以利于进一步对假体设计和选材及假体临床效果等多因素进行理论分析.方法:通过数学力学推导,假设股骨和假体柄为完全结合的同心圆柱体,建立了一个相对完善的界面应力传递理论模型,获得了界面剪切应力和径向应力随Z位置变化的分布.结果:界面最大的剪应力发生在z＝0处,即股骨颈的截面上,当z＞0.1 m时剪应力非常小,即股骨柄远端剪应力非常小;界面的径向应力随股骨柄长度Z的增加而加大,当z＞0.05 m时,径向应力几乎不变,即股骨柄远端的径向应力大.结论:股骨假体远端微动由径向应力引起.     

椎间盘退变生物力学的研究

生物力学因素是导致椎间盘退变最重要的病理因子,异常的力学负荷通过破坏椎间盘营养通路、影响细胞代谢、加速细胞凋亡及改变基质金属蛋白酶的含量和活性等多种机制,影响椎间盘正常新陈代谢,导致退变发生。生物治疗为阻止或逆转椎间盘退变及使椎间盘组织再生提供了可能。     

脊柱侧凸矫正的力学问题及其术式选择

本文分析了应用6种脊柱装置在侧凸矫正中的力学特点,其结果表明:Harrington装置对大于50°的侧凸可提供较大的矫正弯矩,Luque氏装置对侧弯及旋转均有矫正效果。Zielke装置有明显的去旋转作用。若按生物力学原理联合应用两种内固定可获得理想的矫正效果,并能减少脊柱各种併发症。     

胸腰椎骨折椎弓根螺钉内固定系统的生物力学研究进展

椎弓根内固定术是目前临床上治疗胸腰椎骨折的常用术式。脊柱的生物力学是内固定器设计和研制的基础,也是评价其固定稳定性和实用价值的标准。因此,运用生物力学原理全面分析脊柱的病理力学改变及内固定器的作用原理,对于合理使用内固定器以取得最佳矫形和固定效果具有重要意义。现对胸腰椎骨折椎弓根内固定的生物力学研究进行简要综述。     

红曲对大鼠骨密度和骨力学变化的相关性研究

目的:探讨红曲治疗去势大鼠的骨密度和骨生物力学变化的相关性.方法:取12周龄Wistar雌性大鼠40只,随机分为模型、红曲治疗、阳性对照、正常对照四组,每组10只.正常对照组行假手术,其余三组行完整双侧卵巢摘除术.灌胃12周后,处死各组动物,以双能X线骨密度仪测定骨密度;通过三点弯曲试验记录载荷-变形曲线,测定骨生物力学指标.结果:红曲治疗组骨矿含量、骨密度明显高于模型组(P<0.01),骨生物力学性能较模型组得到明显改善.模型组、红曲治疗组、阳性对照组的骨密度与最大应力成正相关(P<0.05).结论:①红曲能刺激骨形成,使骨量明显增加,保持原有骨结构的相对完整性,提高骨的生物力学性能.②骨密度是影响骨生物力学性能的重要因素.     

门静脉高压症对肺循环血管形态学及生物力学特性的影响

随着原位肝移植(OLT)的成功,晚期肝病患者的肺血管异常越来越受到关注,以肝肺综合征(HPS)和门脉性肺动脉高压(PPHTN)最为重要。即使成功地施行了肝移植术,HPS和PPHT的严重程度对患者的预后仍有很大影响。本文针对猪在异种肝移植研究中的应用,分别综述了门静脉高压症对肺血管形态学和生物力学特性的影响,以期为揭示PPHTN和HPS的发病机制提供新思路,并为探索防治该病的有效方法提供理论基础。     

长管状骨单侧圆形皮质缺损对其生物力学的影响

目的:探讨长管状骨骨干单侧圆形皮质全层缺损对其生物力学的影响。方法:取70根三黄鸡胫骨,随机分7组,于骨干纵轴背侧造成直径1.5毫米、2.0毫米、2.5毫米、3.0毫米、3.5毫米、4.5毫米全层皮质缺损,进行三点弯曲单一实验,观察结构破坏时的最大载荷与正常对照组的差异。结果:缺损直径为1.5毫米、2.0毫米组鸡胫骨达到结构破坏时的最大载荷与完整皮质对照组无显著差异。缺损直径2.5毫米、3.0毫米、3.5毫米、4.5毫米组的最大载荷与对照组有极显著差异。结论:长管状骨单侧圆形皮质全层缺损达2/7以上,强度明显降低。     

腘绳肌腱移植股骨侧不同固定方法重建ACL的生物力学研究

目的探讨腘绳肌腱重建前交叉韧带（ACL）股骨侧不同固定方法的生物力学特性。方法新鲜冰冻尸体膝关节32具,采用四股腘绳肌腱移植重建ACL,随机分为四组,在股骨侧分别采用Endobutton、Rigidfix、肌腱结和界面螺钉固定,测量循环载荷后位移、100N位移、400N位移、失效载荷、最大载荷,计算抗拉刚度。结果失效载荷和最大载荷Endobutton〉Rigidfix〉肌腱结〉界面螺钉固定,Endobutton和Rigidfix之间差异有统计学意义（P〈0.01）,Rigidfix和界面螺钉之间的差异有统计学意义（P〈0.05）,Rigidfix和肌腱结、肌腱结和界面螺钉之间差异无统计学意义;循环载荷后位移肌腱结〉Rigidfix〉Endobutton〉界面螺钉固定、各组间在100N位移、400N位移和抗拉刚度的比较中无统计学差异。结论腘绳肌腱重建ACL股骨侧四种固定方法均可满足ACL重建后的力学需求,Rigidfix固定在循环载荷后的位移、抗拉刚度及固定强度等方面具有一定的生物力学优势。