寰椎横韧带的形态特点及其生物力学特性

目的 研究寰椎横韧带的形态特点及其抗拉仲性能。方法 成人寰枢椎固定标本24例及新鲜寰椎韧带标本9例。测量横韧带中点处的厚度、宽度以及左右两端的宽度。取2例新鲜横韧带标本行组织学切片观察。对7例新鲜横韧带标本，通过MTS—858材料试验机测量其抗拉伸性能。结果 寰椎横韧带的长度为(20．0&;#177;2．4)mm；中点处的宽度为(2．1&;#177;0．5)mm；中点处的宽度为(10．7&;#177;1．6)mm；左右两端的厚度分别为(6．6&;#177;1．1)mm、(6．7&;#177;1．0)mm；左右两端的厚度分别为(3．8&;#177;1．1)mm、(3．7&;#177;1．1)mm。横韧带与枢椎齿突的关系可分为3种类型：(1)横韧带将齿状突后面完全包裹，占30％(10例)；(2)横韧带包裹齿状突后面的大部。超过1／2，占54％(18例)；(3)部分覆盖齿状突的后部，不超过其1／2，占14％(5例)。寰椎横韧带的齿状突面的中部可见有纵行的纤维。组织切片显示为较疏松的结缔组织。横韧带的最大载荷为(606&;#177;90)N，最大变形量为(4．3&;#177;0．5)mm。结论 (1)本文结果与国外的相关报道比较，在长度上较白种人稍短。而与黄种人相近，这与人种的高矮有关。(2)寰椎横韧带与齿突接触面的中部可有条索状的疏松结缔组织存在。(3)寰椎横韧带与枢椎齿突的关系不恒定，这可能与齿突骨折的发生相关。     

寰枢椎不稳Magerl固定与椎弓根螺钉固定的生物力学分析

目的 比较寰枢椎不稳采用Magerl固定与后路椎弓根螺钉固定的术后即时稳定性和远期稳定性.方法 8例寰枢椎不稳标本分别行Magerl固定和后路椎弓根螺钉系统固定,采用脊柱三维试验机Spine 2000,分别给予屈伸、侧弯和旋转三种运动方向2.0 N·m载荷,并用激光3D扫描仪记录,Geomagic Studio 5图像软件处理得出寰枢椎的屈伸、侧弯和旋转的运动范围,分析寰枢椎不稳采用Magerl固定与后路椎弓根螺钉固定的即时稳定性和远期稳定性.结果 寰枢椎不稳Magerl固定后的屈伸运动范围为(7.55±0.76)°,侧弯运动范围为(1.57±0.07)°,旋转运动范围为(5.74±0.20)°;疲劳试验后屈伸运动范围为(10.12±0.66)°,侧弯运动范围为(5.63±0.31)°,旋转运动范围为(16.71±0.89)°.寰枢椎不稳椎弓根螺钉固定后的屈伸运动范围为(1.68±0.37)°,侧弯运动范围为(0.33±0.09)°,旋转运动范围为(1.74±0.16)°;疲劳试验后屈伸运动范围为(1.98±0.40)°,侧弯运动范围为(0.59±0.36)°,旋转运动范围为(1.97±0.13)°.结论 寰枢椎不稳采用Magerl固定与椎弓根螺钉系统固定均具有良好的术后即时稳定性和远期稳定性,椎弓根螺钉固定的稳定性优于Magerl固定.     

终板切除对终板-钛网界面应力分布影响的三维有限元分析

目的采用三维有限元法比较终板切除与否对颈椎椎体次全切除减压终板-钛网界面应力分布的影响。方法在正常人C4~C7三维有限元模型基础上,模拟颈椎（C5）椎体次全切除减压手术,建立颈椎前路减压、终板保留与不保留两种手术模型。利用Ansys9.0软件的建模功能建立12mm直径钛网（无垫片）、颈椎前路钢板以及螺钉模型,分别加载到颈椎前路减压手术模型上,建立终板保留与不保留钛网植骨前路钢板固定手术两种模型。对模型施加80N预载荷及1.8Nm力矩,使其产生轴向压缩、前屈和后伸运动,选取终板-钛网界面上下各7个接触点,分别记录各个点的von Mises应力及应变,比较终板保留与不保留对终板-钛网界面应力分布的影响。结果在各种工况下,保留终板钛网植骨C4下终板-钛网界面和C6上终板-钛网界面7个接触点的应力大于不保留终板钛网植骨C4下终板-钛网界面和C6上终板-钛网界面相应接触点的应力。应变情况正好相反,不保留终板钛网植骨C4下终板-钛网界面和C6上终板-钛网界面7个接触点的应变大于保留终板钛网植骨C4下终板-钛网界面和C6上终板-钛网界面相应接触点的应变。结论在颈椎前路椎体次全切除减压、钛网植骨融合手术中,保留终板钛网植骨能够降低终板-钛网界面的应变,降低钛网下沉的发生率。     

腰椎峡部裂记忆合金节段内固定器的有限元分析

目的采用有限元分析法测试记忆合金节段内固定器的抗拉强度及其在加载时的应力分布。方法将节段内固定器的设计参数、实体扫描图象及材料力学特性输入计算机,在ANSYS软件固有的三维坐标系中建立节段内固定器的实体模型,并进行网格划分,然后给予拉伸载荷,测量承载点的拉力及内固定器的应力分布。结果当节段内固定器两钩中点被拉开2 mm时,承载点的拉力为281 N,应力分布在内固定器的中间部位最集中,在两钩部较小。结论节段内固定器抗拉能力强,固定牢固,内固定器的中间部是加载时应力最集中的部位,是最易发生疲劳、断裂的部位。     

三维有限元在正常与后凸畸形胸腰椎体力学性能比较中的应用

目的:比较分析T12、L1脊柱椎体下表面在纵向压缩载荷下的应力分布及变化趋势,为胸腰段脊柱后凸畸形患者的治疗及康复提供生物力学依据。方法:通过新鲜脊柱标本CT扫描影像建立正常的T10-L2段脊柱三维计算机模型,再通过自由造型系统重建脊柱后凸畸形15°模型。对两种模型均施加纵向800N压缩载荷,比较分析T12、L1椎体下表面的应力分布及变化趋势。结果:正常T12、L1椎体在承受纵向压缩载荷时,主要载荷集中在椎体后部以及脊柱的后部结构;后凸畸形T12、L1脊柱主要靠椎体承受纵向压缩载荷,且载荷主要集中于椎体前部。结论:在纵向压缩载荷下,正常脊柱T12-L1段椎体后部容易损伤和骨折,后凸脊柱T12-L1段椎体前部容易损伤和骨折。     

利用螺旋CT数据建立上颈椎三维有限元模型

目的：建立上颈椎三维有限元模型．以期应用于临床相关的生物力学实验研究。方法：通过对正常人的CT薄层扫描获得原始DICOM图像数据．采用CAD数据处理技术进行计算机三维重建．改良建立的模型导进ANSYS9．0软件进行计算机模拟仿真生物力学研究。结果：所建模型外观清晰逼真。几何相似性好。三维重建结构可以单独或联合显示。甚至可行结构的任意取舍，重建结构的任意径线及角度均可进行适时三维测量。结论：该技术为临床医生对枕颈交界区有限元三维模型的建立提供了一种便捷而精确的方法，对计算机分析及研究该模型局部结构在各种受力情况下的生物力学表现创造条件。     

牙本质肩领高度对上颌中切牙应力影响的三维有限元研究

目的:应用有限元法研究牙本质肩领高度对纤维桩核冠修复的上颌中切牙应力大小和分布的影响.方法:通过螺旋CT扫描和有限元软件,建立不同牙本质肩领高度(3mm、2mm、1.5mm、1.0mm、0.5mm、0mm)的纤维桩+全瓷冠修复的上颌中切牙三维有限元模型.模拟咬合加载,记录牙本质、全瓷冠、纤维桩、树脂粘接剂,以及牙周膜和牙槽骨的Von Mises应力和最大拉应力.结果:当牙本质肩领从3mm降至1.5mm时,牙本质和全瓷冠的Von Mises应力和最大拉应力变化不明显,从1.5mm降至0mm时,应力值逐渐增大并出现应力集中的趋势,尤其是从0.5mm降至0mm时最明显;随着牙本质肩领高度降低,纤维桩、树脂粘接剂、牙周膜和牙槽骨的应力大小和分布均无明显变化.结论:牙本质肩领结构可以降低牙本质和全瓷冠的应力峰值;修复严重缺损上颌中切牙时,建议至少保留0.5mm的肩领结构.     

四角融合器改良前、后有限元分析对比研究

目的　运用有限元方法对镍钛记忆合金腕骨四角融合器（NTMA-FCAC）进行力学性能分析,为其临床应用提供生物力学理论依据。 方法 应用有限元方法（FEM）建立NTMA-FCAC的三维有限元模型,并根据腕关节掌屈背伸时NTMA-FCAC受力情况模拟加载,分析模型各部分的应力、应变值及分布和压缩刚度。 结果 在模拟NTMA-FCAC受力的情况下,应力集中在体臂交界处,其他部分应力分布较为均匀;NTMA-FCAC改良前、后的刚度值接近, 在一定范围内均能满足术后腕关节功能锻炼。NTMA-FCAC的刚度较强,能满足四腕骨融合的力学要求。 结论 NTMA-FCAC在体臂交界处应力较为集中容易产生疲劳,其厚度加强后能很好的应用于临床。     

大、小直径钛网对终板-钛网界面应力分布影响的比较

目的 比较大、小直径钛网植骨对颈椎椎体次全切除减压终板-钛网界面应力分布的影响.方法 利用Ansys 9.0软件的建模功能,建立大、小直径钛网植骨钢板固定手术模型.分别对模型施加80 N预载荷及1.8 Nm力矩,使其产生轴向压缩、前屈和后伸运动,选取终板-钛网界面7个接触点,提取各个点的von Mise.应力,然后进行...     

计算机辅助设计重建下颌骨生物力学研究进展

<正>下颌骨是颌面部骨骼的重要组成部分,不仅支撑面部轮廓与外形,更维系口腔功能,尤其是咀嚼功能。口腔恶性肿瘤、下颌骨良恶性肿瘤术后及下颌骨外伤造成的下颌骨缺损,特别是大型缺损给患者造成容貌及极大的生理功能障碍和心理障碍,严重威胁患者的生存质量和生活质量。所以下颌骨的重建不仅要恢复解剖外形,更为重要的是恢复必要的生理功能。