桡骨远端解剖型记忆聚合器治疗桡骨远端骨折三维有限元分析

目的：探讨桡骨远端解剖型记忆聚合器(anatomic distal radius Nitinol memory connector，DRMC)治疗桡骨远端骨折的记忆生物力学特性。方法：采用三维建模及有限元方法，分析计算DRMC固定桡骨远端骨折时在骨折断面及周围所产生的应力并构建记忆应力场。结果：桡骨远端DRMC持骨支产生轴向持骨力为14．66MPa，持骨支最大主应力值为40～70MPa，最小主应力值为3～7MPa，而加压支应力值相对较大，为20～40MPa。结论：DRMC在骨折线周围的应力分布合理，轴向持骨力有利于早期骨折稳定，加压支纵向加压及记忆效应的存在，可将被固定的废用段转化为生长段，促进骨折愈合。     

压敏胶片法在记忆生物力学实验中的新应用

目的:寻求记忆生物力学实验的新途径,探讨压敏胶片的生物力学特性及其在记忆生物力学实验中的应用。方法:利用生物力学实验装置,对待测试压敏胶片施加不同压力,得到不同颜色,分析比较颜色的灰度值,找出应力与颜色灰度值之间的关系。结果:对所得20组实验结果进行分析得到应力与颜色灰度值之间的关系,同时采用曲线拟和及最小二乘法得出应力与灰度值的对应关系式:yi=83.38816xi2-39244.89748xi+5199277.493。结论:压敏胶片法能够将动态的压力转化成静态的颜色灰度,在记忆生物力学实验中,选择合适的压敏胶片及工作环境,压敏胶片法将不失为一种较为理想的新方法。     

天鹅型记忆加压接骨器记忆生物力学实验研究

目的 通过对天鹅型记忆加压接骨器(swan—like memorycompres-sion．connector，SMC)进行力学测定，分析相关记忆生物力学意义。方法 分别选取成人尸体湿肱骨，制作骨折模型，包绕压敏胶片后以SMC固定，测定加压支和环抱支固定骨折时的应力值。结果 环抱支与肱骨接触部位的应力范围是2．42～22．68N，而SMC加压支在骨折断面产生的应力较大区的压应力为13．6MPa左右。结论 SMC的环抱支应力有利于固定骨折两断端，加压支在骨折断面形成的应力场有利于骨折的愈合。     

天鹅型记忆接骨器三维模型的构建及其生物力学意义

目的介绍天鹅型记忆接骨器(swan-likememorycompressionconnector,SMC)三维模型的构建并进行三维有限元计算及分析,探讨相关的记忆生物力学意义。方法采用大型有限元分析软件ANSYS5.6,通过拆分SMC,分别将5部分建模后,生成体积从而建立SMC三维模型。结果所构建SMC三维模型,逼真反映SMC的真实形态及生物力学行为,同时与肱骨模型有较高的帖服。结论SMC三维有限元模型的构建,可以为SMC治疗肱骨骨折骨不连的力学行为以及SMC相关力学基础研究提供精确模型。     

跖腱膜对前足静力性维持的生物力学分析

[目的] 测量跖腱膜和足底其它韧带损伤前后前足的形态和足底压力改变,分析跖腱膜对前足的力学维持.[方法] 7例正常成人新鲜尸体足标本,解剖显露足底跖筋膜、弹簧韧带、跖长韧带、跖短韧带.经电子万能试验机逐级加载至700 N,利用数字散斑相关法测量足底韧带损伤前后跖骨头位移的变化情况,通过F-scan足底压力测量系统测量前足压力分布,对结果进行统计分析.[结果] 跖腱膜损伤后,前足各跖骨冠状面水平位移同损伤前相比较差异无统计学意义(P1>0.05);矢状面纵向位移除M1外其余跖骨位移变化无统计学意义(P1>0.05):M1、M2下峰值压力变化无统计学意义(P1>0.05),M3～M5下峰值压力变化有统计学意义(P1<0.05).4条韧带损伤后,各跖骨纵向位移、横向位移及跖骨头下压力峰值同韧带损伤前及单纯跖腱膜损伤相比较差异有统计学意义(P2<0.05).[结论] 跖腱膜松解不会造成足弓整体结构的塌陷,但将引起足部力学环境的改变,导致足部其他韧带结构的疲劳或损伤,出现远期并发症.     

两种第二趾切取游离移植对供足足底应力影响的生物力学研究

目的 探讨第2足趾切取游离移植对供足足底应力的影响.方法 取6具正常成人新鲜尸体足标本,根据不同状态分3组:完整组(A组)、第2趾截除(保留跖骨头)组(B组)及带部分跖骨的第2趾截除(跖骨远l/3处)组(C组).应用电子万能试验机以2 mm/min的速度从胫骨远端施加轴向压载,加载载荷分别为0、600、1200 N.通过F-Scan足底压力测量系统检测足底应力变化,并对数据进行统计学分析.结果 足底应力随轴向压载的增加而增大.A组(足母)指及5个跖骨头的峰值压强以第2跖骨头最大,600 N垂直载荷时为(37.33±7.34)kPa,1200 N垂直载荷时为(112.33±10.33)kPa.同一载荷下,A组与B组的(足母)指及5个跖骨头的峰值压强差异均无统计学意义(P>0.05).同一载荷下,A组、B组分别与C组比较,(足母)指及5个跖骨头的峰值压强差异均有统计学意义(P<0.05).结论 第2跖骨的完整对足底应力正常分布及维持足弓具有重要意义.保留跖骨头的第2趾切取对供足足底应力分布影响较小,带部分跖骨的第2趾切取可导致供足足底应力的异常分配.     

剪切力对内皮细胞及其与小肠黏膜下基质复合培养的形态学影响

目的探讨切变应力对猪髋动脉内皮细胞单独培养和猪髋动脉内皮细胞与猪小肠黏膜下基质联合培养形态学特征的影响。方法对猪髋动脉内皮细胞单纯培养组,小肠黏膜下基质与猪髋动脉内皮细胞联合培养组均施与40×10-5N/cm2的剪切应力,持续12h,两组均每隔30min记录细胞图像,计算定向角。结果单纯培养组:第1小时可见有明显的细胞脱落,细胞形态变化不明显;第4小时,细胞脱落已不明显,细胞由多角形逐渐变圆;第8小时,看不到明显的细胞脱落,细胞由第4小时时的类圆形向长梭形发展,细胞变得细长,局部可见细胞沿流场方向排列;第12小时,细胞变得更加细长,细胞沿流场方向排列趋势更为明显;定向角第12小时时与剪切前相比有显著性差异。联合培养组:第1小时有少数细胞脱落,但不如单纯培养组第1小时细胞脱落明显;第2小时后看不到明显的细胞脱落;定向角在12h内未发生显著性变化。结论40×10-5N/cm2的脉动剪切力对猪髋动脉细胞的形态和排列在12h内产生影响;但对与猪小肠黏膜下基质复合培养的内皮细胞影响不大。     

寰椎枕骨化对枕颈部生物力学影响的实验研究

目的 :建立人类寰椎枕骨化模型 ,进行生物力学测试 ,阐明寰椎枕骨化畸形对枕颈部生物力学的影响。方法 :采用新鲜人体枕颈部标本制作人类寰椎枕骨化实验模型 ,分别对标本和模型进行生物力学测试 ,确定寰枕关节和寰枢关节的运动参数 ,进行统计学分析。结果 :与标本比较 ,模型的枕寰关节各轴向的运动几近消失 (P <0 .0 0 1 ) ,最大的运动参数是后伸运动范围 ,仅 0 .2 1°。寰枢关节屈曲运动的弹性区和运动范围分别从正常的 1 1 .71°和 1 5 .55°增加至 1 6 .63°和 2 1 .0 4°,相差显著 (P <0 .0 5) ,旋转运动的中性区和运动范围分别从正常的 36 .88°和 48.2 4°增加至 41 .70°和 52 .2 4° ,相差显著 (P <0 .0 5) ,屈曲运动的中性区、旋转运动的弹性区及后伸和侧曲运动各运动参数均相差不显著 (P >0 .0 5)。结论 :1 .寰椎枕骨化畸形造成寰枕关节运动丧失 ,寰枢关节的负荷和旋转不稳定趋势增加 ,容易导致寰椎横韧带退变、松弛和寰枢关节不稳。 2 .建议对寰椎枕骨化畸形的患者密切观察 ,证实寰枢关节临床不稳 ,尽早手术融合     

记忆加压接骨器用于肱骨骨折时环抱支压力的估算与实验

目的通过理论计算与实验测定记忆加压接骨器固定于肱骨时环保支提供的应力环境，为接骨器的进一步改进以及肱骨的受力分析奠定基础。方法采用生物力学中的莫尔定理首先估算环保支的压力范围，然后选用压敏胶片进行实验测定。结果计算结果显示环保支发生最大形变时提供的作用力为24N，与实验测定的最大压力22．68N十分接近。结论压敏胶片对于压力敏感，可以根据颜色的变化判断压力水平，容易操作，且不影响接骨器固定于肱骨后环保支的变形，这就保证了实验的准确性。理论计算与实验结果基本一致，计算与实验均具有一定的可靠性。     

腰椎板切除对腰椎稳定性影响的实验研究

本文以人体新鲜尸体的完整腰椎为实验标本，采用生物力学测定的方法对切除不同节段腰椎椎板后，腰椎稳定性所受影响进行了定性、定量的研究。从而得出结论，腰椎椎板切除将影响腰椎的稳定性。但稳定性破坏的大小，不随腰椎板节段切除的多少而变化。