天鹅型记忆接骨器治疗肱骨骨折的生物力学研究

目的阐明天鹅型记忆接骨器(swan-like memory compressive connector,SMC)应用于肱骨骨折治疗的生物力学基础。方法通过轴向拉伸试验、三点弯曲试验、扭转试验三种生物力学测试方法建模,对比分析肱骨中段骨折天鹅型记忆接骨器和8孔钢板治疗的生物力学稳定性。结果轴向拉伸试验得出载荷-应变曲线及拉伸强度,加载1000N时的SMC与钢板固定的强度分别为2.21MPa和2.35MPa,两组之间差异无统计学意义(P>0.05);测定位移与刚度得出载荷-位移曲线及轴向刚度,加载1000N时的SMC与钢板固定的轴向刚度分别为465N/mm和424N/mm,两组之间差异无统计学意义(P>0.05);三点弯曲试验得出弯矩-挠度曲线及弯曲刚度,弯矩在5N·m时SMC固定组与钢板固定组的刚度分别为18.59N·cm/(°)和17.84N·cm/(°),两组之间差异无统计学意义(P>0.05);扭转试验得出扭矩-扭角曲线及扭转刚度,SMC固定组与钢板固定组在最大扭矩下的扭转刚度分别为302.11N·cm/(°)和287.07N·cm/(°),两组之间差异无统计学意义(P>0.05)其固定的稳定性接近钢板组。结论天鹅型记忆接骨器治疗肱骨骨折具有良好的生物力学稳定性。     

记忆加压接骨器在肱骨骨折治疗中的生物力学分析

目的 分析接骨器对于肱骨骨折的愈合提供的应力环境，分析接骨器在骨折愈合过程中的应力遮挡效应，同时应用骨重建理论分析接骨器加压支提供的应力环境对于骨折愈合的影响。方法 运用三维有限单元法，对新型记忆加压接骨器以及肱骨分别进行三维有限元计算。结果 肱骨骨折段始终处于三向压应力状态，剪应力不会引起骨内部的剪切破坏，同时接骨器固定后肱骨产生的变形很小。接骨器在环抱支的腕部产生大的弯矩，产生的应力较大。结论 加压支提供的持续压应力使接骨器产生的应力遮挡效应消失，肱骨的压应力刺激在骨折愈合过程中不断得到改善。     

天鹅记忆接骨器对实验性骨折愈合过程中局部IGF-Ⅰ含量的影响

目的研究天鹅记忆接骨器（SMC）内固定对兔肱骨骨折愈合过程中局部IGF-Ⅰ的含量的影响,探讨SMC对骨折愈合过程的影响。方法随机选择兔一侧肱骨,截骨后SMC固定,为实验组。对侧肱骨同法截骨后,在相应位置用动力加压接骨板DCP固定,为对照组。术后第2、3、4、6、8、12周分别处死动物,以骨折线两侧0.5cm范围内为取材区。分别测定不同时间各组骨标本中IGF-Ⅰ含量。结果实验组骨折局部IGF-Ⅰ含量在术后2w逐渐增高,6w时达到顶峰,8～12wIGF-Ⅰ含量逐渐下降;DCP组骨折局部IGF-Ⅰ含量在术后2w逐渐增高,8w时达到顶峰,12周IGF-Ⅰ含量下降。两组间相比,术后3、4、6周,SMC组骨折局部IGF-Ⅰ含量明显高于DCP组,4周时差异最大。结论SMC较DCP更能促进骨折局部IGF-Ⅰ的分泌,促进骨折愈合。     

天鹅记忆接骨器体内生物相容性研究

目的探讨NiTi合金天鹅记忆接骨器（SMC）在人体长期植入后的生物相容性。方法从临床上肢长管状骨骨折病例中随机选取病例，分别采用SMC内固定和进口不锈钢板内固定。待骨折愈合后手术取出内固定的同时取少量与金属密切接触的软组织界膜进行大体、光镜及电镜观察，比较不同性质内固定材料对骨折周围软组织的影响。结果SMC组软组织均无肉眼可见的炎性反应，为规则致密的纤维结缔组织，成纤维细胞为主要细胞成分，与正常纤维组织相连续，所在局部无明显软组织异常增生及变性，组织修复过程良好，未见变色、腐蚀和明显异物反应迹象；而不锈钢组则出现了较之严重的炎性反应，组织结构紊乱、成纤维细胞形态与周围胶原纤丝紊乱。结论SMC固定骨折后其对局部损害较轻，炎症反应轻或无，生物相容性及耐腐蚀性表现优于不锈钢板，是一种理想的生物医用材料。     

应用天鹅记忆接骨器治疗肱骨骨不连的疗效观察

目的探讨天鹅记忆接骨器（Swan—like memory compressive connecror SMC）对肱骨骨不连的治疗效果。方法对36例明确诊断的肱骨骨不连患者,后侧入路切口,自体骨植骨加SMC横向环抱、纵向加压固定。结果36例切口一期愈合,无医源性神经、血管损伤。术后1、2、3、6、12月拍X线片复查,肱骨骨连接正常。伤肢肩、肘关节活动正常。随访33例18至36个月（平均22．1个月）,肩、肘关节活动正常,优29例占87．88％,良4例占12．12％。结论SMC具有多点固定的优点,能轴向及横向环抱固定植骨条,并纵向加压不连接骨的两端。SMC内固定结合植骨是治疗肱骨骨不连的有效新方法、新技术。     

天鹅记忆接骨器对实验性骨折愈合中皮质骨血供的影响

目的:观察天鹅记忆接骨器(SMC)对实验性骨折愈合局部血供的影响,探讨SMC促进骨愈合的机理。方法:50只新西兰大白兔双侧肱骨干截骨后,随机选取一侧用SMC固定,对侧用4孔动力加压接骨板(DCP)固定。分别在术后3d,2、4、8、12周时,行微血管碳素墨水造影和放射微球法测定,观察两组固定对骨皮质再血管化过程和局部微循环的影响。结果:SMC组血管再生主要来源于髓内侧,皮质骨再血管化速度明显快于DCP组。SMC组从术后2周开始血流量即开始回升,而DCP组从术后4周才开始回升。术后8周以后,SMC组血供已完全恢复正常,而DCP组一直到术后12周,血供仍未达到正常水平(P<0.05)。结论:SMC具有特殊的空间构型和材质特性,不仅能对骨折形成牢固的固定,而且对骨干血供的损伤较轻,有利于皮质骨的再血管化。     

镍钛聚髌器治疗髌骨骨折的电测分析

应用电阻测度应变技术,得到镍钛聚髌器这一记忆合金内固定器的应力-应变关系曲线,较为精确地测定了镍钛聚髌器动态聚合加压髌骨于解剖位的生物力学力值,结果表明:镍钛聚髌器可从9个方向产生向心聚合力,纵向为主,记忆加压力值为13.67Kg,侧向为辅,永加压力值为5.19Kg,并具有一定的耐疲劳性.本实验为临床使用及指导病人术后功能锻炼提供了科学的依据,并为研究动态记忆力学下的骨愈合机理提供了实验基础.     

天鹅记忆接骨器对实验性骨折愈合过程中局部IGF-I含量的影响

目的 研究天鹅记忆接骨器(SMC)内固定对兔肱骨骨折愈合过程中局部IGF-I的含量的影响,探讨SMC对骨折愈合过程的影响.方法 随机选择兔一侧肱骨,截骨后SMC固定,为实验组.对侧肱骨同法截骨后,在相应位置用动力加压接骨板DCP同定,为对照组.术后第2、3、4、6、8、12周分别处死动物,以骨折线两侧0.5cm范围内为取材区.分别测定不同时间各组骨标本中IGF-I含量.结果 实验组骨折局部IGF-I含量在术后2w逐渐增高,6w时达到顶峰,8～12w IGF-I含量逐渐下降;DCP组骨折局部IGF-I含量在术后2w逐渐增高,8w时达到顶峰,12周IGF-I含量下降.两组间相比,术后3、4、6周,SMC组骨折局部IGF-I含量明显高于DCP组,4周时差异最大.结论 SMC较DCP更能促进骨折局部IGF-I的分泌,促进骨折愈合.     

主动脉与肺动脉组织的生物力学特性比较

目的 通过对正常人主动脉与肺动脉组织之间拉伸力学特性的对比研究,为Ross手术提供生物力学实验依据.方法 取死亡3～4h内正常国人主、肺动脉壁,主、肺动脉窦壁,主、肺动脉瓣膜,制作成约长10mm、宽6mm的试验样本,用Boss 3330实验机对样本进行拉伸实验.结果 环向和纵向的主动脉壁, 主动脉瓣膜,主动脉窦壁与肺动脉壁,肺动脉瓣膜,肺动脉窦壁的弹性模量及抗拉强度均无显著性差异（P＞0.05）.结论 主动脉壁、主动脉瓣膜、主动脉窦壁与肺动脉壁、肺动脉瓣膜、肺动脉窦壁的生物力学性质基本相似.     

成年离体猪气管生物力学特性的实验研究

目的对成年离体猪气管进行生物力学实验研究,评价其生物力学特性,为生物型人工气管支架的生物力学研究提供实验方法与依据。方法应用TY8000系列50-5000N伺服控制拉力试验机对成年离体猪气管作抗弯刚度、径向支撑、纵向拉伸以及残余应力、顶破强力的测试评价。结果数据显示离体猪气管环存在残余应力,50mm长气管直径压缩50%时径向支撑力约10N,气管顶破强力从咽部约180mmHg逐渐降低至隆突处约110mmHg,气管向前与左右弯曲50°时,应力分别为0.296～0.131N和0.254～0.150N。计算机描绘猪气管应力-应变曲线显示50%应变时应力很小。结论猪气管存在残余应力,内壁压力不断增高时气管膜部发生破裂。同时,猪气管具有良好的径向支撑、弯曲与拉伸性能。     

天鹅记忆接骨器对长骨干形态结构和力学性能的影响

目的 :探讨天鹅型形状记忆接骨器 (SMC)对长骨干骨形态结构和力学性能的影响。方法 :3 0只新西兰大白兔双侧肱骨干截骨后 ,随机选取一侧用天鹅型形状记忆接骨器固定 (SMC组 ) ,对侧用 4孔加压接骨板 (DCP)固定 (DCP组 ) ,分别在术后 2、4、8、12、16周时取材 ,行CT扫描和三点折弯力学测定 ,观察固定段骨结构和力学性能变化。结果 :术后 8周开始 ,DCP组板下皮质骨出现骨萎缩和骨质疏松 ,随固定时间的延长而加重 (P <0 .0 5或P <0 .0 1) ,而SMC组皮质骨厚度和密度保持正常。术后 4周开始 ,SMC组力学性能优于DCP组 (P <0 .0 5或P <0 .0 1)。结论 :SMC与DCP相比 ,具有材料和几何构型上的优势 ,在本器固定下 ,骨折愈合无骨质疏松和骨萎缩的发生 ,并具有优良的力学性能。     

Predictive force model for haptic feedback in bone sawing

Bone sawing simulators with force feedback represent a cost effective means of training orthopedic surgeons in various surgical procedures, such as total knee arthroplasty. To develop a machine with accurate haptic feedback, giving a sensation of both cutting force and rate of material removal, algorithms are required to forecast bone sawing forces based on user input. Presently, studies on forces generated while machining bone are not representative of the high cutting speeds and low depths of cut common to the bone sawing process. The objective of this research was to quantify sawing forces in cortical bone as a function of blade speed and depth of cut. A fixture was developed to simulate linear bone sawing over a range of speeds comparable to surgical reciprocating and oscillating (sagittal) bone saws. A single saw blade tooth was isolated and used to create a slotted cut in bovine cortical bone. Over a range in linear sawing speed from 1700 to 7000 mm/s, a t-test (α = 0.05) revealed there was no statistically significant effect of blade speed on either cutting or thrust force. However, an increase in depth of cut from 2 to 10 μm resulted in a 30% increase in thrust force, while cutting force remained constant. The increase in thrust force with depth of cut was relatively linear, R² = 0.80. Using a two factor, two level design of experiments approach, regression equations were developed to relate sawing forces to changes in blade speed and depth of cut. These equations can be used to predict forces in a haptic feedback model.     

Value of bone scintigraphy

Artificial radioactivity enables visualisation of the principal organs in the form is scintiscans, introduces a new order of sensitivity in quantitative hormonal analysis, thanks to radio-immunology, and remains unrivalled in compartmental analyses of the various metabolism of the diagnosis of local skeletal conditions is reviewed, and the indications for this quantitative examination are described for the diagnosis of numerous bony metabolic diseases. Finally, mono- and bi- photonic absorptiometries, the latest developments in isotopic techniques, are introduced. They are likely to provide numerical data on the state of mineralisation of bony tissue. The use of these nuclear techniques for the diagnosis and surveillance of osteoporosis is detailed.