锁骨接骨板预弯塑形的生物力学研究

目的比较解剖型锁骨板与重建型锁骨板的生物力学特性,并探究预弯塑形及反复弯制对重建型锁骨板生物力学性能的影响,为临床治疗锁骨中段骨折提供生物力学依据。方法依据解剖型锁骨板的形状对重建型锁骨板分别进行1、2、3、5次弯制,通过静态压缩实验测试并比较各组试件的生物力学差异性。结果解剖型骨板固定刚度和强度显著优于重建型未弯制骨板。人工预弯1次后的重建型骨板与解剖型骨板间固定刚度和强度差异不明显。弯制对骨板力学性能有较大影响,且弯制1次后骨板固定刚度和强度明显提高。骨板仅弯制1次后再弯制会明显降低骨板的力学性能。结论与锁骨贴合度更高的解剖板和弯制1次的解剖型重建板与未塑形重建板相比,固定刚度和强度更佳。建议术者在使用重建型锁骨板进行骨折固定手术时,应根据患者锁骨解剖形态进行适当的预弯塑形,并尽量减少重复弯制次数,以维持骨板的刚度与强度。     

95°接骨板与逆行髓内钉治疗股骨髁上骨折生物力学研究

目的:研究股骨远端逆行髓内钉与动力髁(DCS)固定股骨髁上骨折的生物力学特征,比较两种内固定物固定股骨远端骨折的初期稳定度。方法:15具人造股骨随机分为逆行髓内钉组、DCS组和对照组(每组各5具),逆行髓内钉组与DCS组制作髁上骨折模型后分别应用逆行髓内钉固定及接骨板固定,对照组股骨不作任何处理,应用生物力学测试仪进行轴向加压与扭转测试,比较各组轴向与扭转刚度。结果:在股骨远端骨折的固定中,逆行髓内钉可以提供与DCS接骨板相同程度的初期稳定度。结论:逆行髓内钉与DCS接骨板具有相似的轴向与扭转刚度,逆行髓内钉适用于关节外股骨远端骨折。     

关节炎并非老年人的专利

曾看过一则广告说，30岁的年龄60岁的心脏，好像还觉得有点儿夸张。而最近的一组调查显示，一种叫关节炎的疾病正在悄悄地找上年轻人，30岁的年龄60岁的关节可能并非危言耸听。     

有限元分析法在脊柱骨折研究中的应用进展

有限元分析法(finite element method,FEM)是一种在工程科学技术中广泛应用的数学物理方法,用于模拟并解决各种工程力、热、电磁学等物理场问题.这种方法首先于1950年在航空业中发展起来,成为目前许多重要飞机构件设计的必需工具.1972年首次报道将FEM应用于生物力学方面研究[1],90年代后FEM才成为了解脊柱力学变化非常有用的工具,近年来FEM的应用研究发展迅速,尤其随着计算机和软件技术突飞猛进的发展,FEM在脊柱骨折的生物力学研究中具有广阔前景.     

膝关节假体股胫接触面积的影响因素

目的通过建立自动化流程对膝关节假体股胫接触面积的影响因素进行分析,总结设计参数对接触面积的影响规律,并找到最大接触应力和接触面积之间的关系。方法在Isight中建立参数化有限元模型,包括几何模型自动变参、自动化有限元前处理和有限元运算3个组件,实现自动化流程,提取接触面积进行统计学分析。结果有限元模型用Tekscan应力分布系统进行验证。当股骨、胫骨矢状面半径逐渐接近时,接触面积最大为295 mm~2。股骨矢状面半径对接触面积是正效应,而胫骨矢状面半径是负效应。最大接触应力和接触面积近似呈线性负相关。结论通过分析股胫矢状面半径对接触面积和接触应力的影响规律,为临床降低衬垫磨损提供设计依据。     

单髁膝关节置换胫骨元件不同固定柱形状的有限元分析

目的针对单髁膝关节置换后胫骨前内侧疼痛、胫骨元件松动以及对侧关节炎恶化的问题,通过有限元方法比较分析胫骨元件固定柱的不同几何形状对胫骨应力分布的影响。方法建立有效的单髁膝关节置换有限元模型,对胫骨元件固定柱的形状进行设计。在相同的加载条件下,分别对双柱形、单脊形、双脊形和十字星形胫骨元件进行有限元分析,并与完整膝关节模型进行对比,评估胫骨元件固定柱不同形状设计对胫骨前内侧皮质骨应力、胫骨截骨面松质骨应力、胫骨对侧软骨应力的影响。结果单髁置换后胫骨前内侧皮质骨应力峰值均增大。与完整膝关节相比,在双柱形、单脊形、双脊形和十字星形胫骨元件固定柱的模型中,胫骨前内侧皮质骨应力峰值分别增加56.1%、55.9%、54.5%和68.4%。单脊形和双脊形胫骨元件松质骨截骨面应力峰值比完整胫骨分别减小8.1%和15.6%,而双柱形和十字星形则分别增大67.9%和121.5%,超过松质骨的疲劳屈服应力。双柱形、单脊形、双脊形和十字星形胫骨固定柱对应的胫骨对侧软骨应力峰值相比于完整胫骨分别减小42.1%、26.6%、24.2%和28.5%。结论单髁膝关节置换改变了胫骨内外侧的载荷分布,使置换侧承受更大的载荷。单脊形和双脊形胫骨元件在降低胫骨前内侧皮质骨和截骨面松质骨应力方面效果更好,其中单脊形胫骨元件更接近完整膝关节胫骨的应力分布。研究结果可为设计更符合膝关节力学性能的单髁膝关节假体提供理论依据。     

剪切应力诱导成骨相关基因表达的研究

目的探讨剪切应力对成骨细胞基因表达的影响,以期将剪切应力应用于组织工程。方法给予成骨细胞剪切应力的刺激以观察细胞内信息传递的改变,并进一步研究成骨相关基因的表达。使用MG63细胞株进行体外培养,给予12 dynes/cm~2的剪切应力,用Western blot观察信号转导分子的改变,包括促分裂原活化蛋白激酶[细胞外信号调节激酶、c-Jun氨基端激酶及P38]受到剪切应力后的情况,应用RT-PCR检测成骨相关基因COX-2,Egr-1,c-fos及骨桥蛋白的表达。结果剪切应力能促使MG63细胞内部的信号转导分子促分裂原活化蛋白激酶(细胞外信号调节激酶、c-Jun氨基端激酶及P38)磷酸化,进一步诱使成骨相关基因COX-2,Egr-1,c-fos及骨桥蛋白大量表达,此诱导表达可持续24h。结论剪切应力能启动成骨细胞内部的信息传递,进一步诱使成骨相关基因表达,此现象可以应用于组织工程．即应用剪切应力以体外培养的方式增加成骨细胞的生理活性。     

都是高跟鞋惹的祸

高跟鞋、套装已成为都市女性职业造型的经典——使她们更优雅、自信!然而,她们自信的笑容下,双足却承受着异常的压力,甚至是难以忍受的痛楚——穿着高跟鞋常导致脚后跟、脚掌疼痛,脚趾变形、或摔倒甚至扭伤。     

全人工髋关节超高分子量聚乙烯髋臼杯组件取出物之磨耗分析

目的针对全人工髋关节超高分子量聚乙烯髋臼杯组件取出物(以下简称PE内衬组件)之磨耗进行相关性的评估,以磨耗计分的方式量化PE内衬组件表面的磨耗情形。方法研究材料取自1993年至2003年间在马偕纪念医院接受全人工髋关节再置换手术病患之人工髋关节组件取出物,以DePuy公司AMLPlus系列、Mecron公司Mecring系列与Osteonics公司OmnifIt系列等三种人工髋关节为主,故本研究针对此三种人工髋关节的取出物进行磨耗分析。研究中定义磨耗评分=程度因子×表现数值,其中程度因子以磨耗型态来决定,而表现数值以磨耗面积决定。磨耗型态分成八种,依程度共分七级,包括磨、擦痕、变形、刮痕、坑洞、层状剥落、磨穿和破裂。磨耗面积依磨耗面积百分比表示共分三级。利用立体光学显微镜得知其磨耗型态及面积,求出磨耗评分。最后,分析磨耗分数与人工髋关节组件设计之间的差异。结果本研究PE内衬组件的主要磨耗型态为磨:33%、擦痕:100%、刮痕:36%、磨穿及破裂:40%。统计分析显示磨耗评分与病患之性别、患侧、体重、再置换年龄、植入时间之间的相关性不显著,但是,磨耗评分与倾斜角有显著相关性。结论临床变异因子对磨耗评分影响较小而不同人工髋关节的设计才是影响磨耗评分的主要因素之一。     

身体承重对膝关节生物力学研究的影响

为了解自体承重对膝关节生物力学的影响，本研究以连续性Ｘ光数位化系统拍摄及分析十二位正常人的膝关节，将其分成有自体承重及无自体承重两组来探讨，分析比较的参数包含膝关节弯曲角度，股四头肌的力臂，髌骨肌腱受力与股四头肌力的比值及髌股骨关节受力与髌骨肌腱受力的比值。研究结果显示，自体承重的确对膝关节生物力学分析有所影响，所以本研究建议，膝关节生物力学的研究应考虑自体承重的因素。