颈椎经关节椎弓根螺钉固定与标准椎弓根螺钉固定的生物力学比较

目的 比较颈椎经关节椎弓根螺钉固定和标准椎弓根螺钉固定的拔出强度.方法 取10具新鲜尸体颈椎标本(C_3～T_1),游离成三个颈椎运动节段(C_(3,4),C_(5,6),C_7T_1).在椎体两侧随机进行经关节椎弓根螺钉固定或标准椎弓根螺钉固定,置入直径3.5 mm皮质骨螺钉.经关节椎弓根螺钉固定以上位椎骨侧块外下象限中点为进钉点,在直视椎弓根下,螺钉在冠状面内倾约45°、矢状面尾倾约50°.由上位椎骨下关节突经关节突关节、下位椎骨的椎弓根,进入下位椎骨的椎体内.标准椎弓根螺钉固定以侧块外上象限中点为进钉点,在直视椎弓根下,螺钉方向参考CT测量结果 ,尽量与椎弓根倾斜角度保持一致,在横断面上内倾约45°、矢状面上螺钉指向椎体的上1/3.在生物力学试验机上行拔出强度试验,比较两种螺钉固定的最大轴向拔出力.结果 颈椎经关节椎弓根螺钉固定平均最大轴向拨出力为(694±42)N,标准椎弓根螺钉固定为(670±36)N,两者比较差异有统计学意义(P<0.05).结论 颈椎后路经关节椎弓根螺钉固定的拔出强度大干标准椎弓根螺钉固定,从生物力学强度方面考虑经关节椎弓根螺钉固定可以作为标准椎弓根螺钉固定的一种补充方法.     

智能气囊小夹板治疗桡骨远端不稳定骨折的生物力学研究

目的:评价智能气囊小夹板治疗桡骨远端不稳定骨折的生物力学特性。方法:10只新鲜冷冻前臂取材于5具无骨病的尸体标本,随机制成模型A和模型B,分别用普通夹板与试验夹板固定,运用生物力学分析方法测量骨折稳定所需扎带与压垫的压强范围与两种夹板固定的生物力学特性。结果:1在最大生理载荷下两组比较,桡骨远端不稳定骨折在试验夹板固定下骨折断端应力强度和刚度值均高于对照组,但无显著差异;2试验组夹板对肢体加载的压强值高于对照组,而断端移位小于对照组,且差异均无显著差异;3试验夹板压强在27-28KPa下能快速、高效、安全地获得生物力学稳定;纠正骨折块1cm需调高气囊压垫压强10-12KPa;4试验组夹板扭转生物力学特性及耐屈曲循环力学性能均显著优于对照组夹板(P<0.05)。结论:智能气囊小夹板是治疗桡骨远端不稳定骨折理想的外固定器械,符合新"动静结合理论",有效防止骨块再移位并可调节骨折对位。     

不同方法移植重建膝前交叉韧带的实验研究

目的探讨自体髌韧带移植重建前交叉韧带(ACL)的固定方法及即刻固定强度。方法将15具标本分为3组,分别为1/3骨-髌韧带-骨(1/3B-PT-B)挤压螺钉固定组,1/3骨-髌韧带Krackow双锁边缝合组和原始标本ACL组。对标本施行单轴拉伸,运用生物力学方法检测分析。所有实验均在液压万能材料试验机(WE-5A)上进行,用数字试应变仪(YJ-14)读取应变,用KG-101高精度数显光栅位移测微仪测量位移。加载速率为1.4mm/min,由于实验均为单轴拉伸试验,故载荷轴向、加载速率和加载等级三者均保持一致。从零加载至韧带撕裂、断裂时为止。达到极限强度过程须全面记录。结果1/3B-PT-B置换挤压螺钉固定组强度、刚度均高于原始标本ACL组及1/3骨-髌韧带Krackow双锁边缝合组,差异有显著性意义(P<0.05)。结论选用1/3B-PT-B置换挤压螺钉固定重建ACL,术后替代物强度高,关节稳定性较好。     

骶骨骨折的形态学特点及生物力学研究

目的探讨骶骨骨折的形态学及生物力学特点，为临床手术治疗提供科学依据。方法采集人体新鲜骨盆骨骼标本10具，行动态冲击试验和静态压缩试验，测量动态骨折时的一系列动力学参数，确定骨折的动力学特性；并取骶骨翼骨折块、骶骨孔块和骶边缘骨折块，进行组织学观察。结果(1)骶骨骨折的形态与受到冲击能量大小有关。低能的冲击加载，大都是发生髂骨或髋臼、髋髂嵴骨折。当高能量冲击时，骶骨发生以下三种方式骨折(按Denis骶骨骨折分类)：Ⅰ型骨折为骶骨翼骨折，Ⅱ型骨折为骶骨孔骨折，Ⅲ型骨折为中央椎管骨折，Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型骨折均可累及一侧神经根损伤或两侧神经根损伤。(2)骶骨的动态破坏机制与静态破坏机制两者在力学性质上有很大的不同，不但极限载荷不同，而且前者随应变速率的提高而快速增加，冲击能量达到25J以上会产生劈裂状通过骶骨孔骨折，并累及神经根损伤；当低于20J时，以发生髂骨骨折和骶骨骨折为多，处于20～25J之间易产生Ⅰ型骨折；而静态试验大多为髂骨或髋臼骨折；(3)骶骨的骨板开裂，层状交劈裂，分离哈佛板呈脆性断裂，导致骨板分离，也有少数横断骨板，形成裂隙错位。结论动态冲击试验以骶骨DenisⅠ型和Ⅱ型骨折居多，常累及一侧或两侧神经根损伤，骶骨骨折与其微观结构形态、骨小梁分布、骨陷窝与哈佛系统相联系。而静态压缩试验大多为髂骨或髋臼骨折，周围组织损伤轻。     

低强度超声对幼龄白兔脊柱植骨融合的生物力学和组织细胞学影响

目的：评估低强度超声治疗仪对促进脊柱植骨融合的影响。方法：将大白兔制成腰椎双节段同侧横突间后外侧脊柱植骨模型，随机分为两组。实验组用脉冲式超声刺激，6周后处死进行放射学检查，然后进行生物力学指标测试；再取融合区组织常规固定，常规观察融合区骨形成情况；同时运用免疫组化方法观察血管内皮生长因子（VEGF）mRNA的表达。采用SPSS 10软件进行统计。结果：在植骨融合6周时，实验组强度、刚度、扭矩和抗扭刚度、极限载荷均高予对照组；且实验组细胞分化和组织修复速度均比对照组快；免疫组化检测对照组均为阴性，实验组均为阳性。结论：低强度超声可以促进幼龄白兔脊柱植骨融合的速度以及强度。促进细胞分化．有助于VEGF的表达．能促进血管生长．促进植骨融合。     

新型与常规骶骨螺钉摆动力学稳定性的生物力学评价

目的 :比较自行研制的新型骶骨内固定器之骶骨螺钉和常规螺钉在摆动力学方面的生物力学差异 ,研究新型骶骨螺钉的生物力学性能。方法 :取 10具正常成人 10 %福尔马林液浸泡固定的骨盆标本 ,随机选择骶骨标本的一侧放置新型骶骨内固定器经骶骨椎弓根螺钉 ,另一侧放置与新型骶骨内固定器之骶骨螺钉主钉同样形状和规格的常规骶骨螺钉 ,所有标本均在WE— 5A万能试验机上进行摆动试验。结果 :螺钉摆动试验结果表明 ,承受摆动力矩前者高于后者 2 5 % (P <0 .0 5 )。显示新型骶椎螺钉固定坚强 ,不易松动 ,其稳定性明显优于常规螺钉。结论 :新型骶椎螺钉摆动力矩较对比骶骨常规螺钉明显增加 ,可产生良好的即刻稳定性     

旋入式防滑跟骨牵引器骨界面剪切应力问题研究

目的探讨旋入式防滑跟骨牵引器牵引时与跟骨之间界面剪切应力和界面摩擦力的大小,为临床选择提供基础理论依据。方法 16具新鲜中国人跟骨标本,用生物力学实验应力分析方法,比较旋入式防滑跟骨牵引器(A组)和传统跟骨牵引器固定(B组)牵引时与跟骨之间界面剪切应力和摩擦力的改变。结果①A组界面剪切应力值最大为(2.17±0.16)N/mm2,远高于B组(1.29±0.11)N/mm2,呈显著性差异(P0.05);②A组界面摩擦力为(343.13±25.78)N,同样高于B组(202.20±16.20)N,差异有统计学意义(P0.05)。结论跟骨牵引采用旋入式防滑跟骨牵引器不但具有优越的生物力学性能,而且操作简便、安全可靠,是目前跟骨牵引术式的理想选择,尤其适用于老年骨质疏松患者。     

三种胸腰椎前路内固定器的生物力学评价

目的对三种胸腰椎前路内固定器进行生物力学评价.方法采用新鲜成人胸腰椎标本(T12～S1)15具,制成前、中柱损伤模型,分别以DunnⅢ、NTP、Z-plate固定,进行强度、刚度和稳定性的研究.结果胸腰椎骨折采用三种前路内固定器固定后,在脊柱的强度、刚度和稳定性方面,NTP、Z-plate均优于DunnⅢ(P＜0.05),而NTP和Z-plate无显著性差别(P＞0.05).结论NTP和Z-plate系统符合脊柱的生物力学,能有效恢复失稳脊柱的稳定性,是较为理想的前路内固定器.     

记忆合金三维内固定系统治疗髋臼骨折的生物力学研究

目的阐明按髋臼解剖学特点与镍钛合金的特性而设计的髋臼三维记忆内固定系统(acetabulartridimentionalmemoryalloyfixationsystem,ATMS)应用于髋臼骨折治疗的生物力学基础。方法从稳定性及头臼对应解剖与应力分布两个方面进行研究。6具成人新鲜骨盆股骨标本左右侧两两对应分为实验组与对照组,造成髋臼骨折模型后,实验组与对照组将骨折块复位,直视下分别用ATMS及重建钢板与螺钉紧密固定。制作可多向调节的万能旋转加载夹具,按前屈、后伸、直立三种状态从100N至500N进行加载,比较两组在经度及纬度方向的位移,分析髋臼骨折ATMS固定的稳定性;在直立位状态加载至500N,利用压敏片计算髋关节在前屈、后伸、直立三种状态下两组头臼接触面积及接触应力,分析髋臼骨折ATMS固定后头臼之间的解剖关系与应力分布状态。结果实验组与对照组在不同载荷、不同髋关节状态下测得的数据无显著的统计学差异。结论ATMS应用于髋臼骨折固定具有良好的稳定性、头臼对应解剖关系与应力分布状态。     

胫骨远端解剖钢板和改进型交锁髓内钉内固定生物力学研究

目的通过对胫骨远端骨折改进型交锁髓内钉和解剖钢板内固定的生物力学研究,为临床应用提供科学依据。方法尸胫骨6具,固定后通过胫骨骨折内固定的轴向压缩试验,三点弯曲试验,扭转力学性能试验来进行两种固定方法的生物力学研究。结果改进型交锁髓内钉与解剖钢板在骨折固定上有优势,尤其在应力遮挡保护率方面有较大的优势。结论髓内钉设计合理,操作简单,固定确实,手术创伤小,并发症少,是治疗胫骨远端骨折的理想内固定物之一。