站、坐位态骨盆应力分布的实验研究

目的：明确骨盆的应力分布，指导骨盆肿瘤瘤段骨切除后骨盆环的重建及人工半骨盆的设计与固定。方法：实验取完整骨盆的新鲜尸体（意外死亡）4具，采用应变计测量方法，对不同状态下骨盆的应力进行分析。结果：站立时，骶髂关节中部、耻骨支、髋关节前上方承受较大的压应变；而坐位时，坐骨支、骶髂关节中下部、耻骨支均承受较大的压应变。结论：站立时应力主要是经髋臼的前上方耻骨、骶髂关节传导，人工半骨盆置换设计与置换时，其结构应予加强，并作到确切固定，尤其是骶髂关节的中下部。     

枢椎齿突骨折的有限元分析

目的：建立枢椎的三维有限元(FE)模型，探讨在前、后方不同载荷下齿突的不同损伤机制和骨折类型。方法：对一例新鲜枢椎标本进行CT扫描，层厚1mm，扫描图像转换后输入微机，通过软件PRO／E重建枢椎的三维立体模型，再转入有限元软件MARK并赋予此模型物理材料属性，然后模拟齿突骨折的受力条件，在齿突中性矢状面对齿突施加不同角度的载荷，分析各种条件下枢椎模型的应力、应变分布，探讨相应条件下可能导致的枢椎齿突骨折类型。结果：(1)对于齿突前部斜向后下方载荷，应力集中区从齿突前上部斜贯穿至后下部；对于齿突前部斜向后上方载荷，应力集中区从齿突前下部斜贯穿至后上部；齿突腰部始终保持高应力；(2)在齿突后部载荷下，其应力集中情况与前部载荷相似，不过应力集中区位置有所偏下。结论：(1)在齿突中性矢状面，齿突前部载荷容易导致齿突腰部发生断裂，形成枢椎齿突Ⅱ型骨折，也可能导致基底部发生断裂，形成枢椎齿突Ⅲ型骨折；(2)齿突后部载荷更容易导致基底部发生断裂，形成枢椎齿突Ⅲ型骨折。     

Three-dimensional finite element analysis of the stress of the patellofemoral joint after medial patellofemoral ligament reconstruction by different femoral reconstruction insertion points北大核心

BACKGROUND: There are many ways to reconstruct the patellofemoral ligament. Among them, the lateral insertion of the femur has a greater influence. At present, there are many ways to select femoral insertion points, but there are no conclusions. OBJECTIVE: Through the analysis of three-dimensional finite element software, the change of femoral reconstruction insertion position of medial patellofemoral ligament under different flexion states can analyze the stress of the patellofemoral joint to select a suitable femoral reconstruction insertion. METHODS: CT data of normal knee joints of adults were obtained to import Mimics, Geomagic and Soildworks software to extract molds and add ligaments. The femoral insertion points of the ligament were the midpoint between the medial epicondyle and the adductor tubercle, the medial epicondyle, the adductor tubercle, the projection point from the top of the femoral intercondylar fossa to the medial condyle and 10 mm below the adductor tubercle. The mold added with ligament was imported into the mechanical software Ansys to analyze the stress of patellofemoral joint after reconstruction of different femoral insertion points using finite element analysis. RESULTS AND CONCLUSION: (1) When the knee flexion was 0° and 30°, the stress of patellofemoral joint at any femoral insertion point of reconstructed medial patellofemoral ligament was greater than that at other angles (60°, 90°, and 120°). No matter which position was used as the femoral insertion point, when the knee joint was flexed more than 30°, there was basically no difference in the contact stress between the patellofemoral joints. (2) At 0° and 30° of knee flexion, the patellofemoral contact pressure was the largest at the point of the adductor tubercle, and the contact force at the midpoint between the medial epicondyle and the adductor tubercle was the smallest. When the knee was flexed 30°, the midpoint between the medial epicondyle and the adductor tubercle, the projection point from the top of the femoral intercondylar fossa to the medial condyle, and 10 mm below the adductor tubercle as the insertion point showed no significant difference in the contact stress. (3) Results indicate that when reconstructing medial patellofemoral ligament, the best choice of femoral lateral insertion point is the midpoint between the medial epicondyle and the adductor tubercle. This point can effectively restore the stability of knee joint and delay the degeneration of joint and cartilage. © 2023, Publishing House of Chinese Journal of Tissue Engineering Research. All rights reserved.     

人体腰椎活动节段应力分布的实验研究

本文采用三维光弹性实验方法观察了正常腰椎活动节段的应力分布。用精密浇铸,严格几何相似的光弹性环氧树脂腰椎和硅橡胶椎间盘模型进行三维光弹性实验,并观察腰椎的等应力差图和有效应力值分布。本实验观察到,腰椎椎体上下缘应力分布较均匀对称,其后缘应力大于前缘,后部结构应力较小。作者认为,三维光弹性实验方法具有直观性强,能有效和准确地确定腰椎的应力分布,对腰椎生物力学研究具有重要的实用价值。腰椎后缘应力大于前缘,使椎体后缘承载较大,将会增加腰椎间盘退变和损伤的机会,这可能是引起腰腿痛的重要因素。     

血流切应力调控内皮型一氧化氮合酶的分子机制

血流切应力（flowshear stress，rss）是生理或病理条件下调节血管内皮细胞产生一氧化氮的最重要的刺激因素。FSS对内皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）的调控包括基因转录的调节、转录后的调节和翻译后的调节。eNOS基因转录以及转录后mRNA的稳定性能被FSS诱导加强。FSS通过游离钙离子浓度、磷酸化、eNOS相关蛋白以及细胞内易位等途径调节eNOS的催化活性。此外，FSS还能调控eNOS催化反应的辅助因子。     

Stress analysis between implant prostheses with different moduli and surrounding bones北大核心

背景:应力遮挡效应会导致植入假体修复骨缺损手术失败,其主要原因是由于植入假体的弹性模量大于骨组织弹性模量。目的:分析植入假体弹性模量对应力分布的影响,寻求消除应力遮挡现象的方法。方法:通过CT扫描的方式获取实验犬与人体骨组织的模型,分别对其优化后进行梯度赋值,建立较为可靠的骨骼力学模型,并与植入假体组合后进行有限元仿真。首先,通过对比格犬骨骼模型和人体骨骼模型及其对应的植入假体进行有限元仿真,模拟了不同弹性模量对植入假体修复术后的应力和位移分布情况;其次,分析了较小弹性模量差仍会形成应力遮挡现象的原因,建立了骨骼模型及植入假体模型,确立了材料属性赋予方法;最后,验证了该模型及材料属性赋予方法的可行性,并通过随机选取受力点的方式,定量分析植入假体弹性模量与骨骼弹性模量之间的关系对应力遮挡形成的影响。结果与结论:通过梯度赋值法建立与骨骼力学性质更加接近的实验犬骨骼模型和人体骨骼模型,该方法重建的力学模型与真实骨骼的力学性质更为接近;通过有限元仿真力学测试证明,不同弹性模量植入假体对假体本身与周围骨骼间相对位移的影响较小;另外量化弹性模量对假体植入骨骼后对应力分布的影响,可为后续的相关研究提供帮助。     

脊柱外科生物可吸收内植物的研究现状和临床应用

近数十年来各类脊柱内固定系统发展迅速，在临床中应用日益增多，其主要的优点包括：提高植骨融合率、防止植骨块的移位、减少外固定的使用或缩短使用时间、改善和维持脊柱的序列。脊柱内固定在许多脊柱疾病的治疗作用已被各国脊柱外科医生所接受，但金属内植物的应用也带来了相应的一些并发症，如内植物移位、断裂、对骨融合的应力遮挡效应以及对影像检查造成伪影等。鉴于这些并发症，人们一直致力于改进内固定系统以克服其各种缺点。     

桡动脉血管生物力学性质实验研究

研究了正常国人新鲜尸体挠动脉血管的一维拉伸力学性质，得出了桡动脉血管的破坏载荷、伸长比、Lagrange张应力、Lagrange张应变、Euler应力等数据。以多项式用最小二乘法对实验数据进行拟合，得出了桡动脉的应力——应变关系表达式及曲线。得出了一些结论。     

正常国人腰间盘纤维软骨粘弹性实验研究

研究了正常国人急性外伤致死的成人新鲜尸体10个腰间盘L3-4、14-5纤维软骨的力学性质。以一维拉伸的方法得出了L3-4、L4-5腰间盘纤维软骨的破坏载荷、伸长比、Lagrange张应力、Lagrange张应变等数据。以多项式，用回归分析方法得出椎间盘L3-4、L4-5纤维软骨的应力-应变关系表达式及应力-应变曲线。还对椎间盘L3-4、L4-5纤维软骨进行拉伸应力松弛、蠕变实验。得出了椎间盘L3-4、L4-5纤维软骨的归一化应力松弛函数、蠕变函数G(t)、J(t)表达式。以冯元桢教授的软组织大变形准线性理论，构建了L3-4、L4-5椎间盘纤维软骨的松弛函数K(λ，t)=G(t)T^(e)(λ)的表达式，对实验结果进行分析讨论。     

平行平板流动腔的合理设计和使用

高度远小于横向和纵向几何尺寸的平行平板流动腔，是当前用以体外研究细胞力学行为，特别是细胞粘附特性的主要工具之一。本文从目前常用的平行平板流动腔内流体定常流动时的切应力表达式出发，指出该切应力表达式仅适用于小雷诺数条件，由此确定平行平板流动腔几何尺寸的合理选择；通过对小孔入流和出流的平行平板流动腔流场的分析，指出该切应力表达式只在远离孔口边界一定距离，即达到均匀流动后成立。