天鹅型记忆接骨器治疗肱骨骨折和骨不连的生物力学研究

目的：研究天鹅型记忆接骨器（SMC）治疗骨折骨不连的生物力学特征。方法：利用电测、二维（2D）、三维（3D）光弹性技术,通过贴片,标定电测得到SMC的载荷－应变曲线,并通过固定新鲜人体肱骨,计算SMC的动态记忆持骨力值;通过2D光弹性技术计算SMC鹅颈加压部动态记忆加压力值,用精密浇铸法得到肱骨环氧树脂3D光弹性模型,模仿临床使用,得到SMC固定下的肱骨模型3D应力场分布,同时利用Leize偏光显微镜结合三维光弹法,计算肱骨模型考察点3D应力场中的6个应力分量。结果：电测SMC动态记忆持骨的生物学力值为110．35N。2D光弹测得纵向动态记忆加压力为163．88N。3D光弹测得SMC的鹅颈－加压部、鹅体－接骨板部、鹅翼－持骨部三部相互协调,记忆持骨,形成动态3D立体固定,产生全场应力分布。3D应力分离表明SMC固定后骨折端的应力基本为正应力。结论：SMC空间立体记忆固定的应力场,有利于骨折、骨不连的治疗、允许早期功能锻炼并促进骨愈合。     

镍钛聚髌器治疗髌骨骨折的三维有限元分析

目的：分析镍钛聚髌器这一髌骨骨折内固定器的设计合理性及治疗粉碎性髌骨骨折,促进骨折愈合的生物力学基础。方法：利用ANSYS 软件对聚髌器进行分析,建模后进行网络划分,有限元单元采用20节点、八面体的三维砖块单元,六个定义自由度,共划分了10483个单元,节点数为17959。髌骨三维有限元模型划分为8775个单元,节点数15847。根据聚髌器的五个聚合方向,对髌骨模型施加载荷。结果：镍钛聚髌器内表面受拉力,外表面受压力,其最大值分别为195.8MPa和-18MPa,远小于其极限应力,同时亦远小于其疲劳极限。聚髌器的记忆加压聚合力为134N。整个髌骨表面受力比较均匀,约为0.8Mpa。髌骨各节点应力计算表明,所受应力主要为正应力。结论：本器设计合理,重复使用性好。固定后允许患者早期活动（术后）,持续正应力的存在有利于骨折端的稳定并促进骨愈合。     

上肢骨干天鹅型记忆接骨器的设计与临床应用

目的：研究应用于上肢骨干骨折与骨不连内固定的新型记忆合金接骨器。方法：利用镍钛合金与上肢骨干解剖生理的特性和特征,采用光弹,电测及三维有限元法研制天鹅型记忆接骨器（SMC）,临床应用于锁骨、肱骨、尺桡骨干骨折与骨不连188例243根,平均随访2．25年。结果：SMC在轴向多点位抗剪、折、旋、持骨力98．40－125．05N;在纵向,将152－196N的记忆应力作用于骨断端。骨不连92例106例,平均术后3．8个月,不连处为类骨板样骨替代,骨折93例134根,平均术后2．6个月骨折处为骨板样愈合,全部病例无感染,无取出本器后再骨折和因本器所致的关节功能障碍,优良率98．76％,结论：SMC多点位轴向持骨,纵向加压、是治疗上肢骨干骨折与骨不连新而有效的技术与方法。     

天鹅型记忆接骨器对犬股骨骨折愈合的影响

目的：探讨天鹅型记忆接骨器（SMC）内固定对骨折愈合的影响及其机制。方法：25条家犬两侧股骨中段横型载骨,左侧以SMC内固定（SMC组）,右侧以加压接骨钢反（CP组）内固定,术后1、2、4、8、12周行X线摄片、三点折弯测试、骨组织形态测量观察。结果：X线显示在SMC组术后4周骨折愈合,CP组在8周,SMC组愈合过程中未见明显的外骨痂及骨质疏松,骨折后4、8、12周,SMC组骨痂内骨生成量、截骨处骨皮质厚度和固定段骨力学强度均高于CP组（P＜0．05）。结论：与CP比较,SMC内固定可对骨折起到有效内固定和持续加压作用,使骨愈合时间缩短,提高了固定段骨的力学强度。     

天鹅型记忆接骨器对骨折愈合影响的超微结构研究

目的：对比天鹅型记忆接骨器（SMC）与加压接骨折（CP）固定下骨折愈合的组织学和细胞超微结构变化,探讨SMC内固定下骨折愈合的特点。方法：25只家犬两侧股骨中段横型截骨,左侧以SMC内固定,右侧以CP固定,术后1、2、4、8、12周行X线摄片、光镜、电镜观察。结果：X线显示SMC组内固定后4周,骨折初步愈合,CP组在8周骨折愈合,SMC组愈合过程中未见明显的外骨痂及骨质疏松。骨折后2、4周时,SMC组骨痂内成骨细胞和成软骨细胞在数量上高于CP组,功能活跃。8周时SMC组骨折端已出现板样骨替代,CP组发生骨性连接,板下已出现骨吸收腔和退变相骨细胞。12周时SMC侧骨皮质出现部分吸收腔,CP组板下骨皮质吸腔更趋明显。结论：与CP相比,SMC内固定可使骨折端稳定的同时,又可对骨折断端施加主动的、持续的轴向应力刺激、有利于促进骨折愈合和骨改建。     

天鹅记忆接骨器治疗兔肱骨干骨折

目的 观察天鹅记忆接骨器(SMC)治疗动物肱骨干骨折的疗效。方法 选用新西兰大白兔30只建立肱骨干骨折模型，一侧用SMC固定，对侧以4孔动力加压接骨板(DCP)作为对照。术后2、4、8、12周拍片观察骨愈合情况。结果 术后动物全部成活，前肢负重明显少于后肢。SMC侧骨折端直接由板层骨替代连接，既不出现外骨痂，也无板下皮质骨疏松，对照侧骨折愈合速度慢，且部分骨断端有骨痂生成，所有骨干局部出现骨质疏松。结论 兔肱骨干的生物力学特性和解剖形态与人肱骨干非常接近，其骨折内固定模型是研究SMC促进骨折愈合的机制的理想实验工具。     

天鹅记忆接骨器治疗兔肱骨干骨折

目的观察天鹅记忆接骨器(SMC)治疗动物肱骨干骨折的疗效。方法选用新西兰大白兔30只建立肱骨干骨折模型,一侧用SMC固定,对侧以4孔动力加压接骨板(DCP)作为对照。术后2、4、8、12周拍片观察骨愈合情况。结果术后动物全部成活,前肢负重明显少于后肢。SMC侧骨折端直接由板层骨替代连接,既不出现外骨痂,也无板下皮质骨疏松,对照侧骨折愈合速度慢,且部分骨断端有骨痂生成,所有骨干局部出现骨质疏松。结论兔肱骨干的生物力学特性和解剖形态与人肱骨干非常接近,其骨折内固定模型是研究SMC促进骨折愈合的机制的理想实验工具。     

天鹅型记忆接骨器的研制及其对全髋关节置换术后股骨骨折的治疗

目的：研制一种专用于人工髋关节置换术后股骨骨折治疗的天鹅型记忆接骨器（SMC）。方法：依股骨的解剖学及生物力学原理，设计了用于人工髋关节置换术后股骨骨折的SMC。临床应用3例，平均年龄为67岁，2例为假体远端处股骨骨折，1例为假体股骨粉碎骨折。术后不用外固定，作早期功能锻炼，结果：平均随访49个月，术后12－14周骨折愈合，SMC固定可靠，患扶拐下地行走2周后弃拐。假体稳定，无X线松动表现。Harris评分为92分，结论：SMC固定骨折后，能够达到抗剪、抗折、抗旋并不能持续记忆加压于骨断端，促进骨折愈合，有效地治疗髋关节置换术后的股骨骨折。     

天鹅记忆接骨器对实验性骨折愈合时骨桥素和骨连接素mRNA表达的影响

目的:探讨天鹅记忆接骨器对实验性骨折愈合中骨桥素和骨连接素mRNA表达的影响.方法:30只新西兰兔双侧肱骨干横断截骨,随机选一侧以天鹅记忆接骨器内固定作为实验组,对侧以4孔加压钢板固定作为对照组.分别于术后第2、7、14、28、56天时,在骨折间隙取材,行组织学观察及半定量RT-PCR检测骨桥素和骨连接素mRNA的表达.结果:实验组骨折间隙软骨内成骨和编织骨向板层骨的改建均早于对照组;相应地,实验组的骨桥素和骨连接素mRNA分别在术后第14天和28天时达峰值,早于对照组,且其愈合进程也明显提前.结论:天鹅记忆接骨器产生的持续动态压应力可能促进了骨折愈合.     

天鹅型记忆接骨器对大白兔骨折愈合骨矿含量及力学性能的影响

目的　探讨天鹅记忆接骨器 (SMC)对实验性骨折愈合的骨矿含量和力学性能的影响 ,揭示其促进骨折愈合的机制。方法　 40只新西兰大白兔双侧肱骨干截骨后 ,随机选取一侧用天鹅型形状记忆接骨器固定 (SMC组 ) ,对侧用 4孔加压接骨板 (DCP)固定 (DCP组 ) ,分别在术后 2、4、8、12、16周时杀死取材 ,行骨折部骨矿密度测量和抗拉伸力学性能测试 ,观察固定段骨矿含量和力学性能变化。结果　术后 4周开始 ,SMC组骨矿含量开始高于DCP组 (P <0 0 1) ,至术后 16周时 ,两组含量接近。在同一时间段内 ,SMC组的抗拉伸刚度明显优于DCP组 (P <0 0 5或P <0 0 1)。DCP组术后 12周以后 ,其力学性能即不再增加。结论　SMC与DCP相比 ,具有材料特性和几何构型上的优势 ,有助于骨折愈合过程中骨矿物质的沉积 ,防止固定段骨骨质疏松发生 ,使骨的力学性能尽早恢复     

Three dimensional finite element analysis of anatomic distal radius Nitinol memory connector treating distal radius fracture

To study the memory biomechanical character of anatomic distal radius Nitinol memory connec-tor ( DRMC ) in treating distal radius fracture. Methods: Establishing three dimensional model and finite element anal-ysis, we calculated the stress in and around the fracture faces when distal radius fracture was fixated with DRMC. Re-suits: Axial holding stress produced by holding part of DRMC on distal radius was 14.66 MPa. The maximum stress of holding part was 40 - 70 MPa, the minimum stress was 3 - 7 MPa, and the stress of compression part was 20 - 40 MPa.Conclusion: The distribution of stress produced by DRMC around the fracture line is reasonable, and axial holding stress can help stabilize fracture during earlier period. The existence of longitudal compression and memory effect can transfer fixated disused section into developed section and enhance fracture healing.     

Nickel-Titanium swan-like memory connector： a new tool to treat humeral shaft nonunion

Objective: To explore a new strategy to treat humeral shaft nonunion efficiently. Methods: In the light of mechanical characteristics of Nickel-Titanium memory, and the anatomic morphology of humeral shaft, we designed the swan-like shape memory alloy connector (SMC). SMC was clinically applied in treating 55 cases of humeral shaft nonunion. Success rate of nonunion repair, reinterventions, complications, range of motion, and patient satisfaction were evaluated. Results:Fifty-five humeral shaft nonunion patients were treated with autogenous bone grafting and SMC internal fixation. The average follow-up period was 32 months. In 50 patients with complete follow-up data, 49 were recovered from nonunion by lamellar bone healing. The excellent and good rate was 98% ; one patient suffering from re-fracture in a fall refused further treatment. Neither infection nor re-fracture after SMC extraction or joint dysfunction was found in the whole group. Conclusion:SMC facilitates safe internal fixation and bone grafting; its memory biomechanic properties promote osteosynthesis, resulting in accelerated and high quality healing of humeral shaft nonunion. SMC internal fixation with bone grafting is creative, efficient and promising in treating humeral shaft nonunion.     

不同内固定对肱骨干骨折愈合影响的影像学比较研究

目的：从影像学角度对天鹅记忆接骨器(SMC)、动力加压钢板(DCP)，交锁髓内钉(LIN)治疗肱骨干骨折的疗效进行前瞻性对比研究。方法：1998年2月～2002年3月，125例肱骨干骨折分别接受了上述3种内固定治疗，定期进行X线检查，观察骨折愈合情况，取出内固定后进行CT扫描。结果：DCP组骨痂出现较晚、量较少，骨折线消失最晚，骨折区域灰度密度积分及CT值较低；LIN组骨痂出现最早、量较多，骨折线消失较晚，骨折区灰度密度积分较高．骨折区域CT值较低；SMC组基本无骨痂出现，骨折线消失最早，并由板状骨直接替代，骨折区域灰度密度积分及CT值较高。结论：与DCP和LIN相比，SMC具有力学性能和几何构型上的优势，在促进骨折愈合的速度、方式及质量上有明显的优越性。