双侧股骨近端对称性及解剖形态的三维重建研究

目的建立正常成人双侧股骨近端的三维模型,分析双侧股骨近端形态并测量解剖形态的相关参数,研究双侧股骨近端的对称性及解剖形态。方法选取50例正常成人双侧股骨近端CT扫描数据,其中男性27例,女性23例;年龄20～65岁,平均年龄44.52岁。扫描参数:扫描层厚0.625 mm,扫描电压120 kV,扫描电流100 mA。扫描范围:自双侧股骨头上10 mm至小转子中点平面下50 mm。将双侧股骨近端CT薄层扫描数据利用Mimics 10.01软件进行三维重建,将左侧股骨与右侧股骨镜像模型相配准,对配准后模型进行三维测量,并测量左右股骨近端的形态参数,使用SPSS 16.0软件对测量结果进行统计分析。结果股骨近端形态和髓腔内部结构有明显的个体差异性,双侧股骨近端形态及内部结构具有高度对称性。股骨头直径为(45.71±4.08)mm,股骨头高度为(53.61±5.43)mm,偏心距为(39.91±5.07)mm,股骨颈中央直径为(36.71±3.75)mm,颈干角为(127.88±6.28)°,股骨颈长度(46.61±4.74)mm,小粗隆中点所在平面的髓腔内径为(26.21±4.59)mm,其中偏心距、颈干角与白种人形态参数相比,差异有显著统计学意义(P<0.01);提供了一种验证双侧股骨对称性的新方法。结论正常成人双侧股骨内外部形态存在一定的对称性,变异较小,为股骨形态的测量提供理论依据;三维重建更利于对股骨近端形态参数的测量;新配准方法的提出对于临床中股骨近端骨折的诊治具有重大意义。     

腰椎融合术后邻近节段小关节应力变化及椎间盘退变研究

腰椎融合术已经有百余年历史,广泛应用于治疗腰椎的退行性变、创伤、不稳定、肿瘤以及畸形等疾病。20世纪60年代至今,随着临床实践、材料科学及生物力学的不断发展,内固定器械不断更新并在腰椎融合术获得了广泛应用。20世纪80年代至今,陆续有国内外学者报道脊柱融合术后可造成邻近节段的退行性改变。综合各文献可知,腰椎融合术后,邻近节段小关节应力分布将发生改变,这是引起邻近节段及邻近节段椎间盘退变的主要原因。而关于此应力分布改变的具体量化研究,目前尚无相关报道。本文就腰椎结构功能的研究、腰椎融合术对邻近节段影响的研究以及生物力学研究方法加以综述。     

防腐与PMMA人工股骨近端标本的轴向生物力学差异

目的比较防腐与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）人工股骨标本之间的生物力学特性的差异。方法选择单足站立位受力模型,在Instron-8874液压伺服力学实验测试机上对各标本（防腐与PMMA人工股骨）行预加载处理5次,消除股骨松弛、蠕变等时间效应影响后,开始对各标本进行正式实验,每个标本测试5次,各次测试之间应间隔20min,待应变仪上的数值变化小于3με时再记录数据。施加在模型上的总载荷为1200N,以100N分级增量方式加载,实验机压头下降速度为10mm/min。观察防腐与PMMA人工股骨标本近端的载荷-应变关系、股骨头的载荷-位移关系和股骨头的轴向刚度。结果防腐与PM-MA人工股骨标本在2倍于人体体质量的载荷下的载荷-应变关系都基本呈线性变化;在载荷为1200N时,PMMA人工股骨标本的位移明显大于防腐股骨标本的位移（P〈0.01）;防腐股骨标本的轴向刚度大于PMMA人工股骨标本（P〈0.01）。结论在进行轴向生物力学实验研究中,往往需要大量的股骨标本,在股骨标本获得日益困难的情况下,PMMA人工股骨标本在一定程度上可以替代防腐股骨标本进行轴向生物力学研究。     

股骨干骨折不愈合影响因素及其干预方法

股骨干骨折不愈合是临床上所面临的一个棘手问题,其发病的影响因素以及干预方法尚存在争论。本文旨在对目前股骨干骨折不愈合影响因素及其干预的研究进展做一综述,以期为临床工作提供一定的理论依据。     

腰椎间盘突出症的病理学分型及其对手术方案选择的意义

 目的 探讨腰椎间盘突出症的病理学分型及其临床意义。方法 2001年2月至2010年10月手术治疗腰椎间盘突出症812例,根据术中所见分为三型：损伤疝出型,表层纤维环较薄、质软,髓核疝出或游离,容易摘除成块破碎的椎间盘组织;退变突出型,突出部质硬韧,纤维环致密增厚,无破碎组织;椎体后缘骨软骨病伴椎间盘突出型,质硬,范围大,切除困难,合并疝出者为椎体后缘骨软骨病伴椎间盘损伤疝出型。对手术切除的124例前两型椎间盘突出组织行组织学观察。结果损伤疝出型495例,患者平均年龄38.6岁,80.4%有轻微外伤史,76.8%直腿抬高试验阳性;病理示组织破坏,新生血管化,T淋巴细胞和巨噬细胞浸润,IgG、IgM沉积和IL-7表达,炎症和自身免疫反应明显,超微结构以破坏征象为主。退变突出型215例,平均年龄55.7岁,85.1%间歇性跛行明显,14.9%直腿抬高试验阳性;病理示软骨基质和胶原纤维增生致密、排列紊乱,无炎症和免疫反应或很轻微,超微结构以增生征象为主,细胞合成活跃。椎体后缘骨软骨病伴椎间盘突出型102例,椎体后缘向后突出,椎体相应部位缺损,其中38例伴椎间盘损伤疝出型症状类似损伤疝出型。结论腰椎间盘突出症有不同的病理学类型、发病机制和临床特点,损伤疝出型炎症和损伤反应明显,需彻底摘除疝出和破碎髓核;退变突出型退变和狭窄明显,以神经微侵袭减压为主,通常无须切除椎间盘。     

基于不同力学微环境大鼠骨折愈合模型建立及对局部CGRP受体表达的影响

 目的 通过建立不同力学微环境大鼠股骨干骨折模型,评价力学对骨折愈合的影响并观察不同力学环境对骨折局部CGRP受体表达的影响。方法 将104只SD大鼠随机分为两组,细钉组和粗钉组分别采用直径0.8 mm和1.0 mm的髓内钉固定。造模后第1、2、5和8周处死实验动物,通过X线评分、Micro-CT技术、生物力学技术、组织学技术评价两组不同时间点骨折愈合情况,利用免疫组织化学检测、RT-PCR检测以及Western blot检测,评价不同力学环境下骨痂组织中CGRP受体的mRNA和蛋白表达。结果 X线评分显示,术后各个时间点两组的差异均无统计学意义。Micro-CT结果显示第2周时两组TV值均较前增大,细钉组TV值高于粗钉组,而粗钉组BV及BV/TV值高于细钉组,差异均有统计学意义;第5周时两组TV值达到最大,细钉组TV值仍高于粗钉组,而粗钉组的BV值及BV/TV值高于细钉组,差异均有统计学意义;第8周时两组TV值均较第5周时减小,BV及BV/TV值仍继续增加,但两组的差异无统计学意义。生物力学评价结果显示,第1、5、8周时两组的力学性能差异无统计学意义,仅第2周时粗钉组的最大载荷、抗弯刚度及最大断裂能均高于细钉组。CGRP受体免疫组化检测结果显示仅造模后第1、2周细钉组阳性表达高于粗钉组。Western blot结果显示随时间延长骨痂组织中CGRP受体的蛋白表达量逐渐下降,但造模后第1、2周时,细钉组的表达水平高于粗钉组。RT-PCR结果显示,仅造模后第1、2周细钉组的CGRP受体 mRNA表达水平高于粗钉组。结论 不同直径髓内钉大鼠股骨干闭合骨折模型可模拟不同程度微动的力学环境,骨折愈合早期较大的微动有利于CGRP受体的蛋白与mRNA表达,力学环境可能通过影响CGRP受体的表达水平调节骨折的愈合过程。     

腰椎间盘MRI高信号区与椎间盘造影阳性相关性的Meta分析

【摘要】 目的：系统评价腰椎间盘MRI高信号区（HIZ）与椎间盘造影阳性的相关性。方法：计算机检索1973年1月~2013年4月MEDLINE、EMBASE、Cochrane CENTRAL（First Quarter 2013）、ScienceDirect、OVID、Springer?鄄Link、中国生物医学文献数据库。纳入文献为腰痛患者接受腰椎MRI和椎间盘造影检查、并对MRI所观察到的HIZ与椎间盘造影检查椎间盘形态学变化和疼痛复制现象进行相关性比较的临床观察性研究,筛选出符合纳入标准的文献,评价纳入研究的方法学质量。利用RevMan 5.1.1（下载于Cochrane Library）对提取数据进行Meta分析。结果：经过筛选,11篇文献符合纳入标准。Meta分析结果显示：HIZ阳性与椎间盘造影中椎间盘形态不正常存在显著相关性,有统计学意义[OR=47.79,95%CI（17.07,133.77）,P<0.00001];HIZ阳性的椎间盘在造影中产生一致性疼痛的发生率（79%,309/393）高,与HIZ阴性（29%,237/805）比较有统计学差异[OR=8.65,95%CI（4.92,15.23）,P<0.00001];HIZ阳性且椎间盘形态异常的节段产生一致性疼痛的发生率高（90%,211/235）,与HIZ阴性（34%,87/257）比较有统计学差异[OR=8.65,95%CI（4.92,15.23）,P=0.007]。结论：腰椎间盘MRI HIZ的出现预示着椎间盘形态的异常,HIZ阳性与椎间盘造影疼痛复制之间存在明显的相关性,HIZ可作为临床责任间隙判断及椎间盘源性腰痛诊断的一个有效指标。     

股骨转子下骨折治疗的研究进展

股骨转子下骨折是临床上较常见且很棘手的骨科创伤。股骨转子下区域是一个生物力学上应力高度集中的部位,内后侧皮质的重建是治疗上的关键。切开复位内固定是治疗股骨转子下骨折的重要治疗方法,术后并发症有畸形愈合、不愈合以及各种内固定器相关的并发症。充分了解了股骨转子下骨折的临床和生物力学特点,才能有效予以治疗。     

不同强度运动对大鼠膝关节软骨MMP-3、COL-Ⅱ、TIMP-3表达的影响

 目的 比较不同强度跑台运动对大鼠膝关节软骨MMP-3、COL-Ⅱ、TIMP-3基因及蛋白表达的影响。方法 8周龄雄性SD大鼠24只,随机分为高强度运动组、低强度运动组和对照组。运动组动物按照既定的运动处方在动物跑台上进行运动训练,6周后处死所有实验动物取材。采用COL-Ⅱ免疫组化染色观察膝关节标本COL-Ⅱ染色的平均光密度值,采用RT-RCR技术检测各组大鼠软骨MMP-3 mRNA、COL-Ⅱ mRNA及TIMP-3 mRNA表达,采用Western blot技术检测各组大鼠软骨MMP-3、COL-Ⅱ及TIMP-3蛋白的表达。结果 COL-Ⅱ免疫组化检测显示高强度运动组光密度值最低,且与低强度运动组和对照组的差异有统计学意义。随着运动强度的增加,MMP-3与COL-Ⅱ的mRNA表达水平上调,而TIMP-3的mRNA表达水平下调。虽然随着运动强度的增加,MMP-3和COL-Ⅱ的蛋白表达水平增高,TIMP-3的蛋白表达水平下降,但在高强度运动组COL-Ⅱ的蛋白表达却较低强度运动组降低,同时MMP-3的蛋白水平明显升高。结论 一定程度的运动强度会在基因转录水平调节MMP-3、COL-Ⅱ及TIMP-3的表达,使软骨基质的代谢处于活跃状态,但运动强度过大可能通过MMP-3的降解作用降低COL-Ⅱ蛋白水平的表达。适度的运动有利于关节软骨基质成分的更新,超负荷运动可能通过影响软骨基质的合成导致关节的退变。     

微创内固定系统和动力髁螺钉固定股骨转子下骨折的生物力学研究

目的比较AO微创内固定系统(less invasive stabilization system,LISS)和动力髁螺钉(dynamiccondylar screw,DCS)固定股骨转子下骨折的生物力学性能,为临床选择内固定器治疗股骨转子下骨折提供理论依据。方法选取甲醛固定股骨近端相似的成年(35～50岁)尸体干股骨标本12根,排除畸形、骨折等病变,将标本随机分成LISS固定组(A组)和DCS固定组(B组),每组6根。每个标本小转子下方1 cm处用斜切机锯断,做成1 cm间隙,模拟粉碎性骨折模型,远端用牙托粉与牙托水包埋固定。标本模拟人体单足站立受力状态,固定于Instron-8874液压伺服力学实验测试机上,行轴向压缩试验和动态疲劳试验,测定抗压性能和标本内侧骨折线两端应变分布情况。结果轴向压缩试验显示,A组在2个应变片处的应变值均较B组相应应变值小,差异有统计学意义(P<0.01);相同载荷下,A组股骨头的垂直下沉位移显著小于B组(P<0.01);载荷600 N时,A组的轴向刚度为(209.06±18.63)N/mm,显著高于B组的(65.79±7.26)N/mm(t=3.787,P=0.004)。动态疲劳试验显示,在相同循环加载周期下,A组股骨头的垂直下沉位移小于B组(P<0.01);当股骨头垂直下沉位移达0.5 mm时,A组内固定所承受的力值及所用的循环加载周期次数均远大于B组,差异有统计学意义(P<0.01)。结论 LISS从生物力学和解剖结构上均能满足股骨转子下骨折内固定要求,具有良好的力学稳定性。经过生物力学比较,LISS内固定较DCS内固定牢固。