椎体结构生长过程模拟

本文的目的是利用骨自优化理论完成椎体的外形、内部结构及生长过程的模拟.采用了一种新的自优化方程与有限元相结合的方法,引入工程拓扑优化思想,从不确定的外形出发进行模拟;实测了人椎体冠状面的外形及内部结构.预测的结果在外形和内部结构上与实测相一致.外形上老年比年轻时的椎体具有更向内凹的腰鼓型,小梁骨主要沿主应力即垂直方向排列,只不过,老年时更疏松.     

弹性模量与表观密度的分段函数关系用于股骨近端的结构模拟

目前，在用功能适应性理论与有限元相结合，进行计算机数值模拟骨再造时，大多数研究者对于不同的表观密度，都是将表观密度和弹性模量的关系取为一种形式。由于松质骨的各向异性，其结构形式的多样性、复杂性，认为用一个统一的模型来描述其结构性能存在一定的问题。本研究基于松质骨胞元模型理论，提出与实际更加接近的松质骨弹性模量与表观密度的分段函数关系，使得弹性模量与表观密度关系的确立有一定的理论基础。利用Mullender等提出的骨自我组织控制过程微分方程来控制骨再造过程，与有限元相结合，将这种松质骨的弹性模量与表观密度的分段函数关系应用到股骨近端结构的模拟预测中，不但能根据模拟得到的内部密度分布给出其内部结构的具体胞元结构形式，而且可以大大提高迭代的收敛速度，因此是一项具有一定的理论意义和实际应用价值的工作。     

3D打印金属椎体替代物力学性能

目的 对钛网及3D打印金属椎体替代物力学性能进行研究,为临床中人工椎体选择与结构优化设计提供指导。方法 通过压缩力学测试,对钛网及3D打印多孔型、桁架型与拓扑型椎体替代物的等效力学属性与结构破坏形式进行系统研究。结果 钛网等效弹性模量[(2 908.73±287.39) MPa]仅次于拓扑型椎体替代物,但其结构强度与稳定性较差,等效屈服强度[(46.61±4.85) MPa]仅高于多孔型椎体替代物,且在压缩中率先屈服;多孔型椎体替代物结构强度[(18.14±0.17)~(25.79±0.40) MPa)]不足,难以满足脊柱重建力学要求;桁架型椎体替代物等效弹性模量[(2 477.86±55.19)~(2 620.08±194.36)MPa]与等效屈服强度[(77.61±0.50)~(88.42±1.07) MPa]良好但稳定性不足,在压缩过程中容易出现失稳现象;拓扑型椎体替代物具有最高的等效弹性模量[(3 746.28±183.80) MPa]与等效屈服强度[(177.43±3.82) MPa],可为人工椎体在体服役安全稳定提供更强保障。结论 拓扑优化方法可实现椎体替代物高强度、高稳定性设计,提供更大的设计空间与安全余量,为人工椎体轻量化与新材料设计提供更多可能。     

经皮椎体强化治疗过程中的辐射量与防护

背景：大量研究表明在经皮椎体强化治疗中的穿刺与骨水泥注射阶段,术者所受辐射量较高。 目的：综述经皮椎体强化术中辐射量与防护措施的进展。 方法：分别以“经皮椎体强化,辐射剂量,放射防护;percutaneous vertebral augmentation,radiation doses,radiation protective”为检索词,应用计算机检索万方数据库及PubMed数据库1995年1月至2014年12月有关文章,纳入经皮椎体强化放射防护的文献。 结果与结论：距离防护是基本的防护措施,术者应在不影响操作的情况下,尽量增加与放射线距离。此外术中C臂机的最优设置和最佳摆放、穿保护装置、放屏蔽设施、术中导航及对术者进行辐射方面培训等均可明显减少辐射量;改进骨水泥注射装置,包括遥控骨水泥注射技术,使其更方便操作且不增加患者辐射量;此外手术床对放射量的影响还有待进一步研究。相信随着对放射防护研究的不断深入,椎体强化将会更安全地应用于临床。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

正常人腰椎椎体解剖结构的QCT研究及其生物力学意义

采用一系列ＣＴ技术对正常人第一腰椎体结构进行研究。根据皮骨的厚度和骨质特点可分为三个区，松质骨具有高度的不均匀性，三维重建提示皮质骨呈薄壳样结构，松质骨呈三维“工”的相对致密结构，支撑于终板间。作者认为：①皮质骨的薄壳结构具有承重和分散应力的作用；②松质骨的三维“工”结构有利于均匀承载来自终板的压应力；③椎体中部位于向心性凹陷的皮质骨和轴心致密皮质骨间的横行骨小梁对椎体轴向承重具有动力性强化作用；④皮质骨形成的封闭腔室可加强多孔材料的硬化效应。尚分析了椎体结构的薄弱点，提出椎体破坏的结构根据。具有无创、三维和定量特点的ＣＴ是椎体结构研究的有利手段。     

椎体后凸成形注射自固化磷酸钙骨水泥后高龄及应力改变为再发骨折的危险因素

背景：现今对经皮椎体后凸成形注射自固化磷酸钙骨水泥后再发椎体骨折的可能危险因素和发病机制尚存争议,主要观点集中在与患者自身临床特点和手术相关因素有关。目的：探讨老年骨质疏松性椎体压缩骨折行经皮椎体后凸成形注射自固化磷酸钙骨水泥后再发骨折的相关危险因素。方法：回顾性分析安徽医科大学第三附属医院2016年2月至2018年2月收治的162例(共191个椎体)骨质疏松性椎体压缩骨折患者的病历资料,年龄51-88岁,均进行椎体后凸成形注射自固化磷酸钙骨水泥治疗。术后均随访2年以上,术后再发骨折34例(共44个椎体),以未发生再骨折者128例为对照组(共147个椎体),比较两组之间的年龄、性别比例、骨水泥注入量、单侧或双侧穿刺、骨水泥是否过中线对称分布、骨水泥泄露、骨水泥接触上下终板、术前骨折椎体数量、术前骨折椎体分布、术前骨折压缩程度、术后服用抗骨质疏松药物、术前骨密度值、术前有无陈旧性椎体骨折、术后Cobb角改变及术后前缘高度恢复率,并进行单因素独立样本t检验及多因素logistic回归分析。结果与结论：①两组间年龄、骨水泥是否过中线对称分布与骨水泥终板分布比较差异有显著性意义(P < 0.05),其余指标比较差异无显著性意义(P > 0.05)。②多因素logistic回归分析显示,高龄(P=0.006,OR=1.086)、骨水泥接触上下终板(P=0.025,OR=2.516)及骨水泥在椎体中不过中线对称(P=0.012,OR=0.344)是术后椎体再发骨折的独立危险因素。③结果表明,骨质疏松性椎体压缩骨折患者高龄状态、骨水泥同时接触上下终板及未过中线对称是经皮椎体后凸成形术后再发骨折的独立危险因素,骨水泥在椎体内的不同分布通过改变椎体内应力及脊柱力线进而影响术后再发骨折。缩略语：骨质疏松性椎体压缩骨折：osteoporotic vertebral compression fracture,OVCFhttps://orcid.org/0000-0002-3666-1586 (李杨) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料;口腔生物材料;纳米材料;缓释材料;材料相容性;组织工程     

妇女骨质疏松过程及运动防治模拟

应用带有力学调控系统的各向异性骨再造模型结合有限元法,进行妇女骨质疏松过程及运动防治的模拟。研究结果表明:在骨量下降初始阶段,下降平缓,绝经后骨量丢失加速,60岁时,骨量下降25.84%~28.63%,80岁时,骨量下降38.50%~40.44%,运动使外荷提高10%~20%后,可使骨量增加3.05%~10.26%,上述结果与临床观察结果基本一致。证明了肌力下降是妇女骨质疏松的主要因素,绝经则加快了妇女骨质疏松的过程。运动可减缓骨质疏松。     

骨表面再造数值模拟在人工股骨头假体优化设计中的应用

人工股骨头假体植入技术目前存在的主要问题之一是植入假体存在远期松动等并发症,从而导致手术失败.对于引起松动的主要原因,通常人们认为是磨损碎屑和应力遮挡所造成的骨质吸收.因此,对人工股骨头假体植入物的结构进行优化是具有特别重要的意义.本文采用骨再造理论与有限元结合的方法,用计算机模拟人工股骨头假体植入后股骨的再造行为,用截面吸收率和抗弯截面模量损失率定量分析假体所产生的应力遮挡效应.骨再造理论采用应变能密度作控制变量的表面再造理论,有限单元采用二十节点等参数单元.结果表明在所讨论的假体模型中,三种围领形式的假体所产生的骨吸收仅相差4%.三种长度直柄的假体所产生的骨吸收相差近30%,直柄长度的变化对应力遮挡效应有更显著的影响.     

骨形态发生蛋白-1及其相关金属蛋白酶

Bone morphogenetic protein-1(BMP-1) and its related molecules are members of metalloendoproteinase astacin family, including BMP-1, mTLD, mTLL-1 and mTLL-2. Even though all of them lack of the ability to induce bone or cartilage formation directly, they play key roles in numerable activities in ECM from embryo to adult, then affect the procedure and the result of osteogenesis and bone remodeling directly or indirectly. They are critical in maturation and deposition of some major collagen types, and in regulating the signaling of some growth factors in TGF-β superfamily by degradation of TGF-β inhibitor such as Chordin. The investigations about tissue distribution of BMP-1 and its related proteinases and also gene knock-out studies strongly indicate that they play key roles in osteogenesis and bone development.     

NiTi合金种植体仿生生长磷灰石涂层及其生物学研究

为赋予NiTi形状记忆合金表面具有生物活性,并探讨类骨磷灰石涂层NiTi作为人工骨修复替代材料的可行性.本研究通过酸碱处理活化NiTi合金,采用仿生方法制备羟基磷灰石涂层,在中国白兔股骨中植入,以无涂层NiTi合金为对照,在植入后15周和26周分别进行组织病理学和超微组织学测试.结果表明仿生生长磷灰石的成分和结构近似于自然骨中的矿物质,晶粒为纳米尺度,是含碳酸根及钙离子缺陷的类骨磷灰石.NiTi/HA植入兔股骨可刺激成骨细胞活跃、增殖,15周后形成完全骨接触界面,且结合状态良好无裂隙.同期NiTi植入体与骨组织间有未吸收的纤维组织,界面结合较差有裂隙.植入26周后,两种种植体与皮质骨均为骨接触.但在髓腔界面,NiTi/HA周围干细胞成骨过程基本完成,新骨紧密包裹种植体;而NiTi表面新骨层残破不全,出现裂隙.说明类骨磷灰石涂层NiTi合金是生物活性材料,有较强的成骨能力,与骨组织间为化学键合.     

椎体结构及其生长过程模拟

目前,关于骨自优化,或称自适应的定量描述,只有线性的骨再造速率方程,用它与有限元相结合法预测骨结构,仅限于在实测骨的部几何形状基础上,预测其内部组织结构。至于骨的外部几何形状的模拟预测未见报道。本文的目的是利用骨自优化理论完成椎体的外部几何形状、内部组织结构及生长过程的模拟,采用了一种新的高阶非线性骨再造速度方程与有限元相结合,引入工程拓扑优化思想,从不确定的外形出发模拟;并且实测了人第三腰椎椎体冠状面的外部几何形状及内部组织结构。预测的结果在外部几何形状和内部组织结构上与实测相一致。外形上老年期比年轻期椎体具有更向内凹的腰鼓形,小梁骨主要沿主应力即垂直方向排列,只不过,老年期更疏松,是否可以说,采用这种自优化方程与有限元相结合,引入拓扑优化思想,不但能模拟预测骨的外部几何形状和内部组织结构,而且可以模拟其生长过程。尤其中调的是实现了外部几何形状的模拟,只有这样才能得以实现生长过程的模拟预测。     

初始密度对骨自优化结果的影响

骨自优化理论在研究骨的生长机理,以及预测非正常情况下（如骨折后的修复,多孔覆盖植入物附近骨的生长过程等）骨的适应过程具有非常重要的意义,是从宏观角度研究受力与生长的关系。本文将骨自优化理论和有限元法结合起来,用计算机模拟了悬臂梁模型的密度分布及激励情况,得到了类似于工程中的杵架结构。重点讨论了参考激励值Ｋ固定时,初始均匀密度的变化对结构最终形状和质量的影响。并用骨痂吸收的实际例子再一次验证了初始均     

骨折愈合塑形的力学机理Ⅱ——骨自优化理论的应用

采用骨自优化理论与有限元相结合的方法 ,用计算机模拟骨折愈合塑形行为 ,从而定量地分析骨折愈合塑形的力学机理。结果表明 :骨折愈合塑形过程中 ,骨痂的不同类型和骨质疏松的不同层度皆可经过一定时间的塑形以适应受力环境而恢复到骨的正常状态 ;骨在力学环境下调整结构和密度来保持骨的最优结构 ;骨缺损的恢复在缺损处存在恢复到正常状态的密度临界值。本文证实了骨折愈合塑形过程是骨的结构形态对力学环境的最佳适应 ,从而定量的说明了力学环境是引起骨折愈合塑形的主要因素 ,该过程符合Wolff定律。     

广西壮族腰椎骨纤维管的观测

对５４例广西壮簇男性成人干骨腰椎的骨纤维管的出现及管的入，出口长征，宽径，长度作了测量及其所在椎体的位置作了观察。结果表明，随腰椎序数的增加，年龄的增长，骨纤维管的出现率逐渐增高。     

人胎儿心肌组织原代培养搏动及其生长特点的观察

本文报道分别取自妊娠10周及16周的胎儿心肌组织块,在一般啮齿动物心肌细胞培养条件下进行培养,出现了自发搏动。搏动频率分别为21～27次/分和200～290次/分。前者连续搏动30天后,人为终止培养。后者中有一细胞团块,连续搏动长达75天,自行停止。由于组织块取材厚薄及形态不同,培养后团块生长方式亦有差别。较厚的组织块生长较慢,以后纤维母细胞及心肌细胞可呈放射状生长,亦可呈索条状向外伸延;边缘较薄的组织块,心肌细胞在早期从边缘呈球形突出,然后脱落生长。较薄层组织块由于周围纤维母细胞很快长满后,心肌组织则不断加厚生长。本文认为心肌组织块培养的优点是操作简便,搏动明显并相对稳定,持续时间较长。但是提高心肌纯度和做心肌细胞计数、定量试验,尚有一定困难。     

新疆哈萨克族儿童青少年手和腕部骨骼发育情况

目的：了解哈萨克族儿童青少年手和腕部骨骼发育情况,探讨其发育规律。并为制定哈萨克族儿童青少年骨龄标准提供科学依据。同时也为临床医学和人类学提供资料。材料和方法：选择哈萨克族儿童青少年１５１５人（男７４２,女７７３）其年龄为新生儿、３个月、６个月、１～２０岁共２３个年龄组,利用摄片法拍摄双手、腕部Ｘ片,进行观察和统计分析。结果：得出哈萨克族正常手、腕部各骨骨化中心出现及干骺愈合顺序。结论：手、腕部双     

乳腺癌患者胸水中免疫抑制和生长抑制因子的进一步分离

乳腺癌患者胸水经硫酸铵沉淀、疏水层析，分出６个峰。对具有免疫抑制活性的第６峰进行离子交换层析和凝胶过滤等处理，获得４种组分。它们具有免疫抑制性和生长抑制性，其中一种组分含有ＴＧＦβ。     

兔股骨骺板生长与阻滞压力关系式的探讨

本文用三组压力固定模式的预压值对兔股骨骺板加压，测试阻止兔骺板生长的阻滞压力，以指数函数表达骨骺板生长时间的关系，由此得到二者的关系方程。     

舟骨及月骨的滋养孔观察

利用50副完整成人骨骼标本观察100例舟骨及月骨的滋养孔情况;发现舟骨滋养孔最多集中在其腰部的背面,其次是在腰部的掌面,舟骨结节上也存有滋养孔存在,滋养孔平均最多数是在其腰部的中间部、月骨滋养孔最多处在其背面的远侧部,滋养孔最少处是在其背面的近侧部.