从生物力学角度评价单髁置换术与腓骨截骨术

膝关节单间室骨性关节炎引起的膝内翻是常见病症之一,目前手术方法主要有胫骨高位截骨术、单髁置换术以及最新推广的腓骨截骨术。单髁置换术自开展以来已有60余年历史,相比全膝关节置换术具有可保留膝关节正常运动、手术创伤小、保留骨量多以及术后关节活动度大等优点,故单髁置换术已成为治疗内侧间室骨关节炎一种可靠的治疗方式。腓骨截骨术是一种治疗膝内翻的新治疗手段,具有手术简单、费用低、恢复快等优点,目前正在被大力推广,但其治病机制尚不很清楚。综述单髁置换和腓骨截骨两种临床手术方式,并从生物力学角度推论腓骨截骨术治疗内侧间室骨性关节炎的可能机制,提出腓骨截骨术后外侧收缩肌力下降导致关节合力矩再平衡,故关节接触位置改变、关节接触力下降可能是腓骨截骨术能够缓解疼痛治疗骨性关节炎的原因。     

急性高眼压引起视神经纤维层厚度改变的规律

目的在体测量兔眼不同眼压水平以及急性高眼压形成后不同时刻的视神经纤维层厚度,获取急性高眼压作用所致的兔眼视神经纤维层厚度改变规律。方法向兔眼前房注射生理盐水使眼压不断升高,形成4组急性高眼压动物模型。利用相干断层扫描仪,采用以视神经乳头为中心、直径为6 mm的辐射状扫描模式,分别扫描并测量不同眼压状态的兔眼视神经纤维层厚度。结果 4组模型的急性高眼压为(4.50±0.35)、(6.07±0.31)、(7.74±0.26)、(10.71±0.07)kPa,视神经纤维层厚度绝对改变量分别为(-27.16±14.24)、(-33.33±6.74)、(-48.75±5.24)、(-67.29±3.89)μm,而且视神经纤维层厚度的相对改变量与眼压成线性关系,高眼压后2天兔眼眼压可以恢复正常,视神经纤维层厚度2周时基本恢复,急性高眼压低于6.65 kPa时视神经纤维层厚度更易于恢复。结论急性高眼压导致视神经纤维层变薄,且随眼压的升高视神经纤维层厚度变薄加重;一定时间后视神经纤维层厚度能恢复正常。     

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。     

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。     

三维有限元模型力学分析可预测视乳头的形状变化

背景：视乳头形状变化的准确测量及预测是青光眼的早期诊断及病程预测的关键,因此高眼压下视乳头形状的测量与分析具有重要意义。 目的：建立视乳头三维有限元模型,并分析急性高眼压下视乳头形状及视网膜厚度的变化。 方法：利用前房灌注的方法建立急性高眼压动物模型,利用光相干断层扫描仪获得猫在正常眼压及5 320,    7 980,10 640,13 300,15 960 Pa眼压时的断层图片,测量视网膜特征点处厚度的变化;基于正常眼压猫眼视乳头的断层数据,利用MIMICS软件获得视网膜及脉络膜的三维结构,并进行组装获得视乳头三维模型;利用有限元软件ABAQUS分析高眼压状态下视乳头的形状变化及视网膜厚度变化,并与实验测试结果进行比较。 结果与结论：随着眼压的升高,发现视网膜厚度逐渐变薄,视乳头深度及视乳头宽度均逐渐增加,视乳头宽度与深度的比值也逐渐增加。提示急性高眼压导致视网膜变薄,视乳头宽度增大,视乳头深度增大。结果证明,利用光学相干断层扫描仪进行活体视乳头建模和分析是可行的,力学分析可预测视乳头的形状变化,对进一步确定青光眼的病理进程有一定的指导意义。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

从生物力学角度评价单髁置换术与腓骨截骨术

膝关节单间室骨性关节炎引起的膝内翻是常见病症之一,目前手术方法主要有胫骨高位截骨术、单髁置换术以及最新推广的腓骨截骨术。单髁置换术自开展以来已有60余年历史,相比全膝关节置换术具有可保留膝关节正常运动、手术创伤小、保留骨量多以及术后关节活动度大等优点,故单髁置换术已成为治疗内侧间室骨关节炎一种可靠的治疗方式。腓骨截骨术是一种治疗膝内翻的新治疗手段,具有手术简单、费用低、恢复快等优点,目前正在被大力推广,但其治病机制尚不很清楚。综述单髁置换和腓骨截骨两种临床手术方式,并从生物力学角度推论腓骨截骨术治疗内侧间室骨性关节炎的可能机制,提出腓骨截骨术后外侧收缩肌力下降导致关节合力矩再平衡,故关节接触位置改变、关节接触力下降可能是腓骨截骨术能够缓解疼痛治疗骨性关节炎的原因。     

先天性髋关节发育不良股骨近端髓腔内径曲线形态

目的测量并分析国内先天性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)患者股骨近端形态参数与髓腔内径曲线,为DDH股骨柄设计提供参考依据。方法进行股骨三维重建后,测量并比较分析30名正常人(30髋,男21名,女9名,平均年龄29.4岁)和64名DDH患者(74髋,男12名,女52名,平均年龄45.3岁)股骨近端形态参数和多个高度上髓腔内外径、前后径,建立不同人群的髓腔内径曲线并进行比较分析。结果 DDH患者与正常人群相比,前倾角(26.39°±14.74°vs 15.68°±7.95°)显著较大(P=0.001),颈干角(125.65°±5.73°vs 129.19°±5.80°)、峡部高度[(99.14±14.62) mm vs (110.13±11.73) mm]、髓腔开大指数[(3.63±0.77) vs (4.45±0.79)]、股骨头直径[(44.01±5.75)mm vs (47.26±3.94)mm]和偏心距[(31.80±3.82)mm vs (36.42±4.84)mm]则显著较小(P0.05)。结合测量所得的髓腔前后径、内外径与所拟合的内径曲线,DDH近端髓腔呈现的特点为内外径变狭窄、前后径向前偏移。在不同分型DDH中,股骨的变形程度随着分型增大愈发严重,CroweⅣ型DDH患者与其他分型间的股骨髓腔形态存在较大差异。结论 DDH患者的平均股骨近端曲线与正常人群存在较大差异,且DDH的不同分型间也存在形态差异。研究结果有助于定量了解DDH患者的股骨近端形态特征,为设计适用于DDH患者的新型股骨柄提供参考依据。     

从生物力学角度评价单髁置换术与腓骨截骨术

膝关节单间室骨性关节炎引起的膝内翻是常见病症之一，目前手术方法主要有胫骨高位截骨术、单髁置换术以及最新推广的腓骨截骨术。单髁置换术自开展以来已有60余年历史，相比全膝关节置换术具有可保留膝关节正常运动、手术创伤小、保留骨量多以及术后关节活动度大等优点，故单髁置换术已成为治疗内侧间室骨关节炎一种可靠的治疗方式。腓骨截骨术是一种治疗膝内翻的新治疗手段，具有手术简单、费用低、恢复快等优点，目前正在被大力推广，但其治病机制尚不很清楚。综述单髁置换和腓骨截骨两种临床手术方式，并从生物力学角度推论腓骨截骨术治疗内侧间室骨性关节炎的可能机制，提出腓骨截骨术后外侧收缩肌力下降导致关节合力矩再平衡，故关节接触位置改变、关节接触力下降可能是腓骨截骨术能够缓解疼痛治疗骨性关节炎的原因。