天鹅记忆加压接骨器对肱骨骨折加载应力的选择

背景：肱骨骨折治疗中经常遇到的主要问题在于应力加载的方向与应力加载的力值。目的：分析天鹅记忆加压接骨器同定肱骨时不同应力加载的选择，为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据设计：进行不同应力加载的条件下，构建肱骨骨折的三维有限元模型。单位：解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院。材料：实验于2001-01／2003—05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成。选取湿成年尸体肱骨标本和与之相对应型号的天鹅型记忆接骨器。方法：选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像，采用大型有限元分析软件ANSYS5．6建立肱骨、天鹅型记忆接骨器以及天鹅型记忆接骨器固定肱骨的三维模型。主要观察指标：对比不同加载方式下肱骨的受力情况，寻求临床治疗的参考数值。结果：所构建天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维模型，逼真反映真实解剖形态及生物力学行为，同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况。结论：天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维有限元模型的构建，可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

天鹅型记忆加压接骨器记忆生物力学实验研究

目的通过对天鹅型记忆加压接骨器(swan-likememorycompres-sionconnector,SMC)进行力学测定,分析相关记忆生物力学意义。方法分别选取成人尸体湿肱骨,制作骨折模型,包绕压敏胶片后以SMC固定,测定加压支和环抱支固定骨折时的应力值。结果环抱支与肱骨接触部位的应力范围是2.42～22.68N,而SMC加压支在骨折断面产生的应力较大区的压应力为13.6MPa左右。结论SMC的环抱支应力有利于固定骨折两断端,加压支在骨折断面形成的应力场有利于骨折的愈合。     

弓齿形状记忆合金接骨器模型构建及三维有限元分析

目的：介绍弓齿形状记忆合金接骨器三维模型的构建并进行三维有限元计算及分析，探讨相关的记忆生物力学意义。方法：采用大型有限元分析软件ANSYS5．6，通过对接骨器结构拆分，分别将各部分建模后，生成体积从而建立三维模型。结果：所构建三维模型，逼真反映弓齿形状记忆合金接骨器的真实形态及生物力学行为，可以进行相应的力学运算。结论：弓齿形状记忆接骨器三维有限元模型的构建，可以为治疗复杂性骨盆髋臼骨折的力学行为以及相关力学基础研究提供精确模型。     

桡骨远端解剖型记忆聚合器的记忆生物力学研究

目的研究桡骨远端解剖型记忆聚合器(anatomicdistalradiusNi-tinolmemoryconnector,DRMC)的记忆生物力学特性,为临床治疗提供记忆生物力学基础。方法20根湿桡骨尸体标本分别制作桡骨远端骨折模型,以DRMC及普通钢板(commonplate,CP)固定,采用生物力学测试及电测方法进行测试。结果DRMC环抱支产生的最大轴向环抱力为:12.82MPa,DRMC组与CP组相比,虽然屈服载荷相近,但是应变值明显小于CP组;CP组的屈服扭矩高于DRMC组(P<0.05),前者为(1.8±1.3)N·m后者为(1.4±1.1)N·m,两者之比为11.3,比较接近。结论DRMC固定桡骨远端骨折的记忆生物力学特性是:轴向环抱持骨有利于稳定,纵向加压及记忆效应的存在,可显著降低应力遮挡率,有利于促进骨折的愈合。     

记忆加压接骨器在肱骨骨折治疗中的生物力学分析

目的 分析接骨器对于肱骨骨折的愈合提供的应力环境，分析接骨器在骨折愈合过程中的应力遮挡效应，同时应用骨重建理论分析接骨器加压支提供的应力环境对于骨折愈合的影响。方法 运用三维有限单元法，对新型记忆加压接骨器以及肱骨分别进行三维有限元计算。结果 肱骨骨折段始终处于三向压应力状态，剪应力不会引起骨内部的剪切破坏，同时接骨器固定后肱骨产生的变形很小。接骨器在环抱支的腕部产生大的弯矩，产生的应力较大。结论 加压支提供的持续压应力使接骨器产生的应力遮挡效应消失，肱骨的压应力刺激在骨折愈合过程中不断得到改善。     

结合薄层CT技术建立下颌第一前磨牙三维有限元模型

目的 结合薄层CT技术建立下颌第一前磨牙三维有限元模型.方法 对正常人下颌第一前磨牙进行薄层CT扫描及图像处理,通过Matlab和ANSYS软件建立三维有限元模型,并加载验证模型力学分析的可行性.结果 建立了包含髓腔的下颌第一前磨牙的三维有限元模型,得到101564个单元,144053个节点.载荷后的应力分布主要集中在颊尖部位和根尖部位,牙颈部受力较小.结论 薄层CT技术与Matlab和ANSYS软件相结合,建立包含髓腔的下颌第一前磨牙的三维有限元模型,精度高、速度快,使用灵活,为后期的楔缺模型建立和分析奠定了基础.     

下颌第一前磨牙不同角度楔状缺损的三维有限元应力分析

目的 探讨不同角度的楔状缺损载荷后应力分布状况.方法 建立下颌第一前磨牙颊颈部深度为1 mm,夹角分别为30°、60°、90°、120°的楔状缺损有限元模型,以未发生楔缺的完整牙体作为对照,加载100N轴向力后,分析楔状缺损局部、楔缺顶部及楔缺尖端所在横断平面的应力分布状况.结果 建立了下颌第一前磨牙不同角度楔状缺损的三维有限元模型;载荷后各楔缺模型颈部缺损区域应力分布趋势均为自牙体外表面向髓腔侧递增;不同角度的楔缺模型在楔缺尖端所在平面上的应力集中于颊侧偏近中区域,接近楔缺顶部直线,完整牙体模型在楔缺尖端所在平面上的应力亦集中于近中颊区域,但应力值明显小于各楔缺模型;在楔状缺损顶部直线,各模型应力的分布规律相类似,最大值均为接近近中边缘的节点,范围分布在20.0～26.4MPa;最小值均为最远中的节点,范围分布在6.4～7.9MPa.所有的缺损模型其应力接近,均明显高于完整牙体的应力分布.结论 1 mm深度的缺损情况下,不同角度的模型应力的分布情况接近,均较完整牙体有明显的颈部应力集中,其中最明显的集中点位于缺损内的近中颊侧牙体中.     

不同材料充填修复下颌第一前磨牙楔状缺损的应力分析

目的 研究三种材料对两种角度下颌第一前磨牙楔状缺损的修复效果.方法 在下颌第一前磨牙颊颈部深度为1 mm,夹角分别为30°、90°的楔状缺损有限元模型上用银汞合金、复合树脂和玻璃离子粘固粉三种材料进行缺损修复,以未修复的楔模型为对照,加载100N轴向力后,利用三维有限元方法进行牙颈部应力分析.结果 三种材料修复均改善了缺损牙体的应力集中.银汞合金修复体较其他两种材料承受了更大的应力,使缺损局部牙体应力集中状况得以更多缓解,在角度增加时作用更明显.复合树脂最有效降低牙体内部区域的应力集中.结论 楔状缺损充填修复可缓解缺损区牙体硬组织的应力集中,复合树脂相对理想.     

计算机辅助后牙全冠修复的设计

目的 通过计算机辅助设计（CAD）获得待修复的全冠的数据,以备计算机辅助加工（CAM）之用。方法 待作全冠修复的牙预备体、邻牙、对He牙经过光学测量,获得其表面三维形状后,选用拟修复的牙的理想牙冠形态,根据缺牙区的大小及邻牙,对He牙的情况进行修改,使理想牙冠形状适合该缺牙区的情况后,用修改后的理想牙冠形状图像与牙预备体形状图像相减,即获得所需修复的全冠的数据,以备CAM加工之用。结果 获得了待修复的全冠的数据和图像。结论 本研究建立了一套通用性良好的冠修复的CAD系统,为CAM的实现奠定了基础。