髋臼后壁骨折稳定性的生物力学评估

目的研究不同程度髋臼后壁骨折及后侧关节囊对关节稳定性的影响。方法采用配对设计将7具骨盆的14个髋关节标本,随机分成A、B两组,A组去除髋关节周围所有软组织,B组保留关节囊。分别按髋臼后壁总面积的20%、30%、40%、50%、60%从外缘向内纵向截骨,建立不同比例的后壁骨折模型,90°屈髋位对骨折模型分别进行生物力学测试,载荷下测量各组髋臼的形变位移和轴向刚度以及导致股骨头脱位时的载荷。结果载荷下,髋臼形变位移随截骨比例的增加而增大,统计显示截骨20%和30%组之间差异不显著(P>0.05),而30%组与40%、50%、60%组之间的统计学差异非常显著(P<0.01),轴向刚度的变化趋势与之相同;载荷800N时,截骨40%、50%、60%组均发生股骨头脱位,而20%、30%组未发生股骨头脱位;A组与B组间无显著差异。结论髋臼后壁骨折<30%时不影响髋关节的稳定,>40%时髋关节不稳,需行内固定治疗;后侧关节囊在维持关节的稳定方面与髋臼相比所起作用不大。     

4种不同后路枕颈内固定方式的生物力学研究

目的 评价4种不同后路枕颈内固定方式的生物力学稳定性.方法 选择6例新鲜尸体枕颈部标本,在标本完整状态(NS)、枕寰枢失稳模型(DS)、后路枕骨螺钉 C2椎弓根钉固定 纵棒固定(AF)、后路枕骨螺钉 C2椎弓根钉 C3侧块螺钉 纵棒固定(BF)、后路枕骨螺钉 C2椎弓根钉固定 C3椎板钩 纵棒固定(CF)、后路枕骨螺钉 C3椎板钩 C4椎板钩 纵棒固定(DF),共6种状态下,依次用KD-1型三维运动实验机进行测量相应节段的运动参数,并进行统计学分析.结果 1.齿状突及横韧带切除后,枕颈部会严重失稳,即DS组运动范围(ROM)较NS组明显增大10-12 %,具有显著性差异(P＜0.05).2.枕颈失稳后,AF组ROM明显比DS组减小13-16 %(P＜0.05),与NS组仅相差5-6 %(P＞0.05).3.BF组ROM比失稳减小17-19 %(P＜0.05),更加有效抑制了枕颈部失稳.4.CF组ROM比DS组减小18-23 %(P＜0.05),亦有效抑制了枕颈部失稳.5.DF组ROM比DS组减小19-23 %(P＜0.05),也能有效抑制了枕颈部失稳,但椎板钩有滑动现象,相邻节段代偿运动加大.结论 枕颈融合固定时,C2椎体骨质良好者,单纯C2椎弓根固定已足够稳定;在颈椎有C2椎弓根固定再加上C3侧块螺钉或C3椎板钩时,固定更坚强可靠,但多牺牲了一个椎体的活动度;颈椎以C3椎板钩 C4椎板钩固定时,也能达到可靠的枕颈固定,但有侧方滑动的趋势,同时固定的节段最长,邻近节段退变会加剧.     

自控微动带锁髓内钉内固定对骨折愈合影响的组织学实验研究

目的 :探讨自控微动带锁髓内钉 (AMLN )固定后骨折局部的组织学改变对骨折愈合的影响及机制。方法 :对 1 2只山羊两侧股骨干横断截骨 ,分别采用AMLN和GK钉内固定 ,术后 1、 2、 4、 8周分批处死 ,行组织学观察。结果 :AMLN钉能以微动间歇性应力方式促进骨折愈合 ,骨外膜骨痂、桥梁骨痂能早期加速形成 ,并逐渐连接骨痂、封闭骨痂 ,使皮质骨松化 ,骨小梁坚韧 ,提高了骨的结构力学特性 ,缩短了愈合周期 ,明显优于GK钉固定。骨痂的定量分析表明 ,两者具有显著性差异 (P <0 .0 5)。结论 :AMLN钉内固定所建立的局部有应力、应变产生及轴向应力传导的生物力学环境 ,可以调控成骨细胞与破骨细胞的活性平衡 ,骨折边愈合边改建边塑形 ,增加了骨折愈合的速度和质量     

人体胸腰椎和椎间盘的应力松弛和蠕变性试验

目的观察年轻的新鲜尸体的胸腰椎标本的粘弹性,为临床和模型研究提供生物力学参数。方法选择22~31岁的新鲜男性尸体,并在死亡1 h内从尸体上分离出15例脊柱功能单元。采用WE-10A型万能材料测试仪进行蠕变性和松弛性试验。结果通过胸腰椎的椎体和椎间盘的生物力学模型,推导出相应的蠕变和应力松弛方程,并对测量的和模拟有曲线进行比较。分别在前5 min和前10 min内,椎体和椎间盘的蠕变变形发生显著的变化。在应力松弛过程中,在前2 min内应力急剧降低,然后趋于平衡。结论在开始阶段,蠕变率变化是显著的,然后逐渐下降。这表明局部脊椎内部的压力差是降低的,直到达到平衡状态。由公式得到的模拟曲线与试验中得到的曲线在很大程度上是吻合的,这表明方程是合理可靠的。     

上胸椎椎板螺钉的生物力学研究

 目的比较上胸椎椎板螺钉(translaminar screw.TLS)、椎板关节突螺钉(translaminar facet screw.TLFS)和椎弓根螺钉(transpedicle screw.TPS)固定的拔出强度。方法取 9具新鲜尸体上胸段(T1~T3)完整脊柱标本.双能 X线骨密度仪测量后.游离成 3个独立完整节段(T1、T2、T3).在椎体两侧随机进行 TPS、标准 TLS和 TLFS置入.螺钉直径均为 4.0 mm。分别进行旋入扭距和拔出试验.比较三种固定方式的最大轴向扭矩和拔出力。结果上胸椎 TPS的平均最大扭矩为(0.40±0.01) N.m.TLS的平均最大扭矩为(0.35±0.01) N.m.TLFS的平均最大扭矩为(0.43±0.01) N.m;TPS与 TLS间差异无统计学意义(t=1.94,P >0.05).TPS与 TLFS间差异无统计学意义(t=-1.28, P>0.05).TLFS与 TLS间差异有统计学意义(t=-13.86, P0.05). TPS与 TLFS间差异无统计学意义(t=0.924, P >0.05).TLFS与 TLS差异有统计学意义(t=9.907, P约 0.05)。螺钉的旋入最大扭矩与螺钉的拔出力呈正相关性。结论上胸椎椎板螺钉、椎板关节突螺钉与椎弓根螺钉固定拔出强度差异并不明显。椎板关节突螺钉固定的拔出强度明显大于椎板螺钉。椎板螺钉和椎板关节突螺钉固定可以作为椎弓根螺钉固定的一种补充方法。     

EZ取钉器的生物力学测试和临床初步应用

目的 通过生物力学测试和临床初步应用验证EZ取钉器对断钉、打滑螺钉的取出效果。方法 采用新鲜尸骨标本,股骨、胫骨、尺桡骨各4具,并随机分为两组：A组为起子取螺钉扭力组;B组为骨髓腔内灌骨水泥固定螺钉组,其中B1为螺钉打滑时最大扭力组;B2为EZ取钉器一个手柄时取钉器最大扭力组;B3为两个手柄时取钉器的最大扭力组,制成4种生物力学测试模型,内固定螺钉分为4.5 mm和3.5 mm两种类型。在万能材料试验机上测试实验标本,施加轴向载荷2 kN,测量扭转拔出螺钉时的最大扭矩值、扭角及螺钉拔出时功耗大小和效率。实验数据经统计学处理, 进行组间比较。并用EZ取钉器在12例患者中初步应用。结果 A组最大拔出扭矩为1.42～1.96 N·m,B1组为2.87～3.27 N·m,B2组为3.06～4.83 N·m,B3组为4.12～8.36 N·m,各组间均呈显著性差异（P<0.05）。其相对应各组的扭角均值分别为1.59°、0.77°、0.28°和0.16°,各组间有明显差异（P<0.05）。螺钉拔出（旋出）时,各组的功耗均值分别为12、21、32和45J;对应各组间的功率（机械效率）分别为0.20、0.35、0.53和0.75 J/s,组间呈明显差异（P<0.05）。在12例临床断钉和打滑螺钉患者中初步应用,均成功取出,未出现术后并发症。结论EZ取钉器具有足够的抗扭强度和刚度,夹持力大,拔钉稳定可靠,是取出骨骼中断钉和打滑螺钉较理想的工具。     

加压空心钉式外固定架治疗股骨粗隆间骨折的生物力学分析

目的 通过加压空心钉式外固定架和普通外固定支架两种固定方式治疗老年股骨粗隆间骨折,行生物力学实验分析,评价两者固定的生物力学效果,为临床提供理论依据.方法 采集8具新鲜人体股骨标本,进行贴片模拟临床生物力学试验,比较两者的生物力学特性.结果 加压空心钉式外固定架与普通外固定支架相比,在抗压、抗弯和抗扭等生物力学性能上具有优势.抗压强度提高14％ ～ 17％、刚度提高17％～18％,抗扭转强度提高了27％,扭转刚度增大25％,失效载荷提高16％.结论 应用加压空心钉式外固定架治疗老年股骨粗隆间骨折安全、有效,生物力学性能优越,固定可靠,尤其对于老年股骨粗隆间骨折的治疗是十分理想的选择.     

缝合锚弹性固定生理重建修复下胫腓联合损伤

背景：目前下胫腓联合损伤传统手术方法创伤大,不能很好地完成韧带的修复,而缝合锚对于韧带修复、重建韧带与骨连接有较为明确的疗效。目的：观察缝合锚技术治疗下胫腓联合损伤的生物力学性能,并与拉力螺钉内固定对比。方法：采集8具新鲜踝关节标本,运用生物力学实验行应力分析,分别应用缝合锚技术、拉力螺钉内固定治疗下胫腓联合损伤,比较2种方案的应力强度、刚度和稳定性等生物力学性能。结果与结论：应用缝合锚技术治疗下胫腓联合损伤的强度、刚度和稳定性等生物力学性能优于拉力螺钉内固定,两者强度和刚度值相比差异有显著性意义(P<0.05);而应力遮挡率缝合锚技术比拉力螺钉小,差异有显著性意义(P <0.05);下胫腓联合分离位移缝合锚技术比拉力螺钉小,差异亦有显著性意义(P <0.05)。结果表明采用缝合锚技术能实现弹性固定生理重建的目的,不但固定强度高稳定可靠,而且创伤小,无需二次取出手术,是治疗下胫腓联合损伤一种优良的微创方法。     

椎弓根螺钉应用于骨质疏松椎体的生物力学研究

本文采用7具老年腰椎标本,共35个椎体,DEXA测试其BMD,随机分为5组,应用生物力学测试方法,研究下列补救措施对螺钉牢固性的影响:①按放横向连接装置;②钉道内填充骨水泥;③钉道内填充骨屑;④更换直径较大的螺钉;⑤单纯安置Dick螺钉。所有标本平均BMD为0.695±0.14g/cm_2。⑤组单纯安置Dick钉的最大拔出力232±92.4N,①～④组最大拔出力与⑤组比较,分别增加了93％（P<0.01）、94％（P<0.01）、139％（P<0.01）、33％（P>0.05）。研究表明,横向装置、骨水泥、骨屑可提高螺钉的牢固性,直径较大的螺钉并不能提高其在骨质疏松椎体内的稳定性,重度骨质疏松可能是手术禁忌症。     

天鹅型记忆接骨器治疗肱骨骨折的生物力学研究

目的阐明天鹅型记忆接骨器(swan-like memory compressive connector,SMC)应用于肱骨骨折治疗的生物力学基础。方法通过轴向拉伸试验、三点弯曲试验、扭转试验三种生物力学测试方法建模,对比分析肱骨中段骨折天鹅型记忆接骨器和8孔钢板治疗的生物力学稳定性。结果轴向拉伸试验得出载荷-应变曲线及拉伸强度,加载1000N时的SMC与钢板固定的强度分别为2.21MPa和2.35MPa,两组之间差异无统计学意义(P>0.05);测定位移与刚度得出载荷-位移曲线及轴向刚度,加载1000N时的SMC与钢板固定的轴向刚度分别为465N/mm和424N/mm,两组之间差异无统计学意义(P>0.05);三点弯曲试验得出弯矩-挠度曲线及弯曲刚度,弯矩在5N·m时SMC固定组与钢板固定组的刚度分别为18.59N·cm/(°)和17.84N·cm/(°),两组之间差异无统计学意义(P>0.05);扭转试验得出扭矩-扭角曲线及扭转刚度,SMC固定组与钢板固定组在最大扭矩下的扭转刚度分别为302.11N·cm/(°)和287.07N·cm/(°),两组之间差异无统计学意义(P>0.05)其固定的稳定性接近钢板组。结论天鹅型记忆接骨器治疗肱骨骨折具有良好的生物力学稳定性。