股骨偏心距对全髋关节置换术中应力水平影响的三维有限元分析

目的利用三维有限元素法评估不同股骨偏心距（FO）对全髋关节置换（THA）应力水平的影响。方法一例正常双髋关节CT图像进行影像学测定,参数包括股骨偏心距、颈干角和颈长。建立三维有限元素模型（3D—FEM）对THA中人体股骨杆不同颈长、颈干角和偏心距的变化进行VonMises应力分析。结果结果表明假体上应力随着颈干角的增加而单调下降,颈长在35～44mm范围内,假体上应力水平较低,超过这一范围应力水平单调上升。特别指出降低假体上的应力与提高股骨上的应力及增加髋关节活动范围与股骨偏心距密切相关。分析结果与实验应力分析和临床统计结果相一致。结论研究不同股骨偏心距对THA应力水平的影响是非常必要的,重建股骨偏心距有利于恢复外展肌力臂、重建正常髋关节的生物力学功能。     

一种新型寰枢椎后路动态固定系统的稳定性研究

目的 　评价新型寰枢椎后路动态固定系统的稳定性。 方法　8具较新鲜的成人枕颈标本（C0~4）,随机分成4组：①完整状态组（A组）、②寰枢椎不稳状态组（B组）、③寰枢椎后路动态固定状态组（C组）和④寰枢椎后路椎弓根螺钉固定状态组（D组）。测量在1.50 Nm的力矩下,寰枢关节前屈/后伸,左/右侧弯和左/右旋转等6种运动方式下的运动范围（ROM）及稳定性指数（Sf值）,进行统计学分析。 结果　C组与A组的各方向ROM比较,差异无统计学意义（P>0.05）;而C组与D组的各方向ROM比较,差异有统计学意义（P<0.001）。C组与B组和D组的屈伸、侧屈和旋转的稳定性指数（Sf值）比较,差异有统计学意义（P<0.05）;C组的屈伸、侧屈和旋转的Sf值最接近完整状态组（A组）,差异无统计学意义（P>0.05）。 结论　寰枢椎后路动态固定在重建寰枢关节稳定性上有独特优势,既可维持寰枢椎的活动性,又可达到坚强固定的稳定性,为寰枢椎后路固定提供一种新的选择。     

经椎弓根打压植骨与骨水泥椎体成形术治疗胸腰椎压缩骨折的生物力学比较

目的通过对非内固定状态下经椎弓根打压植骨与骨水泥椎体成形术治疗胸腰椎压缩骨折的标本进行强度和刚度测试数据分析,探讨哪一种方法更符合生物力学,为临床采用经椎弓根打压植骨术治疗胸腰椎压缩骨折提供理论依据,为PVP、PKP慎用提供参考。方法对9具冻干尸体胸腰段椎体(T12~L2)标本随机分成3组,即正常组、造成L1压缩骨折经椎弓根打压植骨和骨水泥椎体成形3组,每组3具标本,通过生物力学测试仪对各组标本在前屈、后伸、侧屈、中立位4种状态下,各组L1椎体、L1、2椎间盘测试其强度和刚度数据进行比较研究。结果椎弓根打压植骨后椎体和相应椎间盘的强度、刚度接近正常组椎体,而骨水泥椎体成形组椎体强度明显增加,刚度则明显下降。这表明目前常用骨水泥椎体成形术可改变伤椎及邻近椎间盘的生物力学特性,增加伤椎再骨折机会和增加邻近椎间盘的应力,加速其退变。结论通过此实验可以说明临床以经椎弓根打压植骨替代骨水泥椎体成形的可行性,可使骨折椎体和相邻椎间盘获得更好的生物力学康复结果。     

后交叉韧带重建中不同角度胫骨隧道的生物力学研究

目的评价后交叉韧带重建中不同角度胫骨隧道对移植物生物力学性能的影响。方法应用18具人体跟腱作为移植物重建后交叉韧带,分别建立与胫骨平台呈30°、40°、50°3组不同夹角的胫骨隧道,在胫骨隧道出口边缘与移植物之间放置压敏片计算压强值及试验前后隧道出口面积变化来评估磨损作用的大小、"锐角效应"的影响以及移植物循环载荷能力。结果胫骨隧道与胫骨平台夹角50°时压强最小、隧道出口面积扩大最小。夹角减小压强增大、隧道出口面积的扩大增大,"锐角效应"增加,导致循环载荷能力下降。结论增加胫骨隧道与胫骨平台的夹角,可以降低隧道出口处的压强,减少移植物磨损,增加疲劳力学性能。     

新型可灌注骨水泥椎弓根螺钉的研制

目的探讨一种新型可灌注骨水泥椎弓根螺钉（NPPS）的设计改良应用和机械性能测试,为临床治疗骨质疏松性椎体疾患提供一种具有良好稳定性的新型椎弓根螺钉。方法将NPPS参照设计理念配合骨水泥灌注筒和推杆进行骨水泥的灌注,观察骨水泥的弥散。取10个新型螺钉和10个对照组螺钉行三点弯曲实验。结果 NPPS的灌注骨水泥在推杆压力的作用下仅在侧孔和中空孔弥散出椎弓根螺钉,成面条状,无其他部位的渗漏。NPPS的平均极限弯曲载荷为（3082±144）N,对照组螺钉为（3357±263）N,两者无明显差异（P〉0.05）。结论 NPPS设计精巧,能提供临床所需的机械强度,结合骨水泥灌注筒和推杆的应用,骨水泥弥散满意,用于治疗骨质疏松性椎体疾患具有较高的安全性和实用性。     

滑丝空心取钉器的研制及临床应用

目的 研制用于拆除骨科滑丝空心螺钉拆除的EZ取钉器,探讨其结构特点和生物力学特性,并通过临床应用来验证取出效果. 方法 采用新鲜尸骨标本,股骨、胫骨、尺桡骨各3具,按临床要求固定螺钉,骨髓腔内灌注骨水泥,并以随机数字表法分为三个生物力学测试模型组:A组为起子取螺钉打滑时最大扭力组；B组为EZ取钉器一个手柄时最大扭力组；C组为EZ取钉器两个手柄时最大扭力组.固定螺钉为直径4.5 mm和直径3.5 mm两种.在万能材料试验机上测试实验标本扭转旋出螺钉时的最大扭矩值、扭角及螺钉旋出时的功耗大小和效率.应用EZ取钉器拆除临床上遇到的滑丝螺钉,验证其取钉效果. 结果 A组拔出扭矩为2.87～3.27 N.m,B组为3.06～4.83 N·m,C组为4.12 ～8.36 N·m(P ＜0.05)；三组相应的扭角均值分别为0.77°、0.28°、0.16°(P＜0.05).螺钉旋出时各组的功耗均值分别为21 J、32J、45 J,对应各组间的功率(机械效率)分别为0.35 J/s、0.53 J/s、0.75 J/s(P ＜0.05).应用EZ取钉器拆除临床上遇到的直径7.3 mm滑丝空心钉7例(17枚),均顺利取出. 结论 EZ取钉器具有足够的抗扭强度和刚度,夹持力大,临床应用效果好,是骨科拆除滑丝空心钉较理想的工具.     

牵引对颈椎稳定性影响的生物力学研究

目的：探讨不同牵引重量对颈椎稳定性的影响。方法：采用五具意外伤亡的新鲜尸体颈椎标本（Ｃ１～７）先后制成正常和Ｃ５－６椎间盘部分切除的颈椎生物力学模型,运用生物力学电测技术观察不同牵引重量对颈椎稳定时的总体位移和椎间盘位移的影响。结果：７５Ｎ压缩载荷下,切除组比正常组的压缩载荷－位移增加２７％（Ｐ＜０．０１）,椎间盘膨出位移增加５９％（Ｐ＜０．０１）。牵引下颈椎压缩载荷－位移转向拉伸载荷－位移,其在两组中均随着牵引量的增加而增加。前屈１５度４,６,８ｋｇ牵引下,切除组比正常组的位移分别增加２２％,７％,１７％（Ｐ＜０．０５）,椎间盘位移也呈类似变化。牵引后的二种位移增加幅度以４～６ｋｇ时较适度。结论：椎间盘急慢性损伤后,颈椎稳定性下降,对部分颈椎病患者采用轻度前屈位４～６ｋｇ的牵引方法,符合颈椎的生物力学原理。     

股骨粗隆间不稳定骨折采用加强型钝角钢板(SOA)内固定的生物力学对比性研究与应用

本文采用９具新鲜尸股骨沿着它的内外侧骨皮质粘贴６故应变片,测量股骨近端应变和位移分布,以检验ＳＯＡ钢板固定粗隆间骨折的效果。在实验前后将股骨粗隆造成二部分或四部分骨折,利用实验结果绘制应变－位移图,并与其它的内固定器械比较,加载至１８００Ｎ时比较它们的生物力学性能。结果表明,在治疗不稳定粗隆间骨折中,ＳＯＡ钢板比其它器械更具有生物力学的优势（Ｐ＜０．０１）