皮质骨中骨单元应力集中效应的有限元分析

目的建立包含骨单元的皮质骨三维实体模型,通过有限元分析验证骨单元的应力集中效应,并对应力集中位置进行疲劳仿真和预测。方法利用Pro/E wildfire 5.0和ANSYS 12.0软件建立包含骨单元的皮质骨三维实体模型,在不同轴向压缩载荷条件下计算分析皮质骨中局部应力和应变分布情况;选取关键位置进行疲劳仿真,预测不同疲劳载荷强度下骨组织的疲劳状态。结果轴向压缩载荷作用下,骨单元附近会出现明显的应力集中效应,随着压缩载荷的增加,模型内部病理性局部应变的比例逐渐增大;关键位置的疲劳仿真结果证明了骨组织生理强度运动时的低疲劳风险,也预测了高强度运动或训练时骨组织疲劳骨折的高风险。结论成功建立了包含骨单元的皮质骨三维实体模型,验证了骨单元的应力集中效应,预测了高强度运动训练条件下骨组织的疲劳损伤位置和风险,实验结果可为部队新兵或中长跑运动员运动训练计划的制定以及运动疲劳损伤的预防提供参考。     

距骨和跟骨的压应力实验研究

本文对正常人体不规则骨—距骨和跟骨进行了压应力实验研究,给出距骨、跟骨的破坏载荷与强度极限,并对其损伤机制进行分析。实验结果不仅有助于阐明距骨和跟骨的生物力学性能,而且能够满意地解释临床上所见到的距骨和跟骨骨折,以及骨折与几何学形状之间的关系。     

人密质骨动态力学性能及莫电效应

本实验建立起用Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压杆技术，测量骨动态力学性能及骨应变源电动势的实验方法，对新鲜人股骨密质进行测试。①低应变率下（２ｘ１０－３／ｓ）骨弹性模量值为１３．６ＧＰａ，与高应变率（６ｘ１０２／ｓ）下骨弹性模量值１８．３ＧＰａ之间差别显著，表明骨是一种粘弹性材料。②结合骨断面扫描电镜图象，讨论了静、动载荷下骨创伤发生的机制，证实骨单位粘合线处是密质骨力学性能薄弱点，骨单位断裂前发生骨板相对滑动。③湿骨试件应变源电动势（ＳＧＰｓ）峰值较干骨试件大，且时相滞后于骨应变时相约４４μｓ，干骨试件ＳＧＰｓ无明显滞后。④提出压电效应和流动电动势分别是干、湿骨试件ＳＧＰｓ产生的机制。实验结果为新型骨生物材料研制，临床骨伤病电刺激疗法的应用，以及骨折愈合质量的评价等，提供了理论依据。     

骨的结构、成份和力学特性

骨的结构、成份和力学特性朱振安综述戴克戎审校（上海第二医科大学附属第九人民医院骨科）日常生活时，骨骼受到复杂的力的作用，可发生一定的形变。骨的形变方向和形变量依赖于所受载荷的方向和大小，受载骨本身的几何形态及材料特性。骨受力后的反应可通过载荷－形变曲…     

不同直径人皮质骨拉力螺钉的生物力学性能研究

目的;比较三种不同直径人骨拉力螺钉的剪切和扭转性能。方法：新鲜青壮年尸体股骨骨干,经深冻后制成直径为４ｍｍ,５ｍｍ,６ｍｍ的人骨拉力螺钉,在材料试验机上分别对螺钉的光杆部和螺纹部行剪切强度及刚度测试,再行扭转破坏。结果：直径为４ｍｍ,５ｍｍ,６ｍｍ的拉力骨螺钉的光杆部的剪切强度分别是５２６Ｎ,１０３４Ｎ,１４５９Ｎ,其螺纹部的剪切强度分别是２９０Ｎ,５０５Ｎ,９３１Ｎ,同一直径人骨拉力螺钉的光杆部     

人工种植牙——骨界面生物力学研究进展

人工种植牙生物畋学相容性是种植牙取得成功的不可忽视的一个重要方面，过大或过小的应力均可引起种植牙周骨质的吸收或萎缩。本文通过种植牙牙形对应力分布的影响，种植牙数目、部位及载荷角度对应力分布的影响，种植牙长度、直径及下颌骨高度时应力分布的影响；种植牙生物陶瓷涂层及种植牙弹性模量对应力分布的影响；种植牙－－骨界面的结合类型对应力分布的影响；部分及全口种植义齿骨界面应力分布的影响；种植牙内弹性连接体对应     

组合式骨牵引治疗跟骨骨折的生物力学研究

目的研究组合式骨牵引（CTBT）的生物力学性能及其对跟骨骨折固定的有效性，为临床应用提供理论依据。方法建立6具新鲜跟骨骨折模型，对其进行组合式骨牵引固定，并作应力分析，并对组合式骨牵引支架进行强刚度测定。结果组合式骨牵引治疗跟骨骨折的强度、刚度、稳定性均满足生物力学的性能要求，达到并超过正常足承载能力（P〈0．05）。组合式骨牵引支架的强、刚度和承载能力完全能够满足正常足的要求，创伤小，安全可靠。结论组合式骨牵引治疗跟骨骨折符合生物力学原理，不但强、刚度高，承载能力大，而且固定坚强，贴合，稳定性好，是目前治疗跟骨骨折理想的外固定器械。     

山羊胫骨植入体骨整合生物力学有限元分析

为了进一步研究力学环境对骨整合的影响,建立了与山羊胫骨植入体骨整合动物实验模型相对应的三维有限元模型.种植体模型是在CAD软件Pro/E中建立的螺旋锥状种植体,并导入有限元分析软件Ansys中按螺旋状模式进行计算.骨的模型是在Ansys中根据动物实验中胫骨的实际尺寸建立的理想模型.有限元分析中考察了骨-种植体界面在三种不同载荷-轴向载荷、横向载荷和扭矩作用下的应力分布.分析结果表明骨-种植体界面应力分布无论在整体上还是在局部上都有一定规律,另外应力分布还和骨质有关.     

人体跟骨冲击损伤的生物力学研究

目的探讨人体跟骨在冲击载荷作用下跟骨损伤的机制，为指导临床手术、固定和康复服务。方法建立跟骨动力学实验模型，采集20例新鲜人体尸跟骨标本，进行冲击实验。结果根据实验结果，得到了高速冲击载荷作用下人体跟骨的动态冲击响应，测量了人体跟骨冲击动力学性质，跟骨压缩性应变形成的粉碎性骨折。结论结果表明有必要建立人体跟骨损伤标准，包括跟骨生物力学冲击响应、骨粘弹性性质、决定伤害容限，评估损伤防护体系。     

椎体成形术后邻近椎间盘、椎体的力学性质变化

目的 探讨椎体成形强化后对邻近椎间盘，椎体的力学影响。方法 将包括3个椎体2个椎间盘的脊柱功能单元（FSU）分为两组，行中间椎体骨折后，分别在中间椎体行磷酸钙骨水泥（CPC）和医用骨水泥（PMMA）成形强化，以代表不同程度的强化。骨折前，成形后分别行屈曲压缩力学实验。结果 FSU中间椎体成形后刚度比骨折前刚度升高19％时，FSU整体刚度和强度无影响；邻近椎体刚度降低6．7％（P＞0．05），但不显著；对邻近椎间盘高度有明显影响（P＜0．01）。当FSU中间椎体成形后刚度比骨折前刚度升高5－6倍时，FSU整体刚度和强度仍无明显变化（P＞0．05）；邻近椎体刚度降低24．4％（P＜0．01）；对邻近椎间盘高度的影响最大（P＜0．01）。结论 CPC强化椎体后，对邻近椎体造成的应力集中很小，而对邻近椎间盘有一定的影响；即使椎体刚度超过原来数倍时，可在邻近椎间盘造成明显的应力集中，但对邻近椎体刚度的影响远小于强化椎体本身刚度的增加幅度，而对节段刚度仍无明显影响。     

跟骨骨折成因的力学分析

目的 通过理论分析方法和实验方法研究跟骨骨折的成因。方法 应用材料力学中的弯曲强度理论、剪切强度理论和主要应力理论分析跟骨的应力情况；应用动量原理研究跟骨受冲击时的载荷情况；应用静态压力试验方法测定跟骨的破坏载荷。结果 跟骨上凹坑尖角附近是跟骨最薄弱的环节；跟骨的破坏载荷约为体重的24倍；当人从1.5m高处跳下，足跟先着地时，作用在跟骨上的冲击力可达体重的36倍。结论 当人从高处跳下，足跟先着地时，作用在跟骨上的冲击力非常大，高度越高，则冲击力越大；人从高处跳下时所具有的初速度对作用在跟骨上的冲击力影响也非常大。     

多代连续饮用四种饮水的雌性大鼠骨生物力学性能和骨代谢水平的比较

目的观察雌性SD大鼠多代连续单纯饮用自来水、纯净水、矿物质水和天然水,对其骨质密度、骨生物力学性能及骨代谢的影响。方法取前期实验暴露于四种饮水条件下的F2代断乳健康雌性SD大鼠,各组30只,饮用与F1代相同饮水,除饮水外其他条件完全相同。饲养10个月后处死,腹主动脉取血并分离血清检测大鼠骨碱性磷酸酶（BALP）、骨钙素（BGP）、血清I型前胶原羧基端前肽（PICP）、I型胶原交联羧基末端肽（ICTP）,同时取右侧股骨,进行骨密度和骨生物力学检测。结果血清中BGP含量天然水组高于自来水组（P〈0.05）;PICP含量纯净水组和天然水组低于自来水组（P〈0.01）;ICTP含量天然水组低于自来水组（P〈0.01）。拉伸试验显示：自来水组大鼠股骨最大桡度高于天然水组、矿物质水组和纯净水组（P〈0.01）;自来水组弹性桡度高于天然水组（P〈0.01）和矿物质水组（P〈0.05）。自来水组大鼠股骨最大应变高于天然水组、矿物质水组和纯净水组（P〈0.01）;断裂应变自来水组高于矿物质水组和天然水组（P〈0.01）。杨氏模量自来水组低于天然水组（P〈0.05）。结论长期饮用不同水质的水,可能对大鼠骨骼的生长发育会造成一定的影响。     

成骨／基质细胞在破骨细胞分化中的作用

骨组织微环境中，成骨／基质细胞表达的骨保护素(osteoprotegerin，OPG)和骨保护素配体(osteoprotegerin ligand，OPGL)是调节骨代谢的重要因子。研究表明，成骨／基质细胞的OPG／OPGL相对表达水平与破骨细胞的分化、成熟及骨吸收直接相关。各种刺激骨吸收的生物、物理因素均通过调节成骨／基质细胞的OPG／OPGL相对表达活性，影响破骨细胞的分化和成熟。     

不同比例共培养内皮细胞和成骨细胞的成骨及成血管效应*☆

背景：近年来研究显示内皮细胞和成骨细胞共培养修复骨组织的过程中存在相互促进的作用。 目的：观察不同比例下内皮细胞和成骨细胞共培养对其成血管和成骨作用的影响。 方法：分离培养人脐静脉内皮细胞和成骨细胞MG63,内皮细胞和成骨细胞按照1∶0,8∶1,4∶1,1∶1,1∶4,1∶8,      0∶1在24孔板中进行共培养,内皮细胞和成骨细胞分别单纯单层培养作对照。在第7,14,21天时观察细胞生长状态、血管内皮生长因子表达水平及碱性磷酸酶活性。 结果与结论：各组细胞在21 d中生长良好,第14天1∶8组可见成骨细胞开始集落式生长,第21天1∶4组钙化染色结节要明显强于1∶8组,而单纯成骨细胞组并未出现钙化结节。1∶4组碱性磷酸酶含量在3个时间点均明显增高(P < 0.05)且第7天时血管内皮生长因子开始增高,直到第21天时达到高峰。说明内皮细胞和成骨细胞共培养比例为4∶1时,成血管作用较强,而比例为1∶4时成骨作用更强。      

生物性骨载体的制备

对生物性骨载体（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｂｏｎｅ Ｃａｒｒｉｅｒ，ＢＢＣ）的制备方法，成分分析、动物体内植入试验、生物力学强度，超微结构，交叉抗原性，临床应用等一系列研究做了详尽的报道，阐述了为尽量降低ＢＢＣ抗原性而采取综合处理方法的合理性，并分析归纳出ＢＢＣ作为骨替代材料的优点；（１）良好的生物相容性；（２）合适的力学强度；（３）天然的多孔结构和合适的孔隙率；（４）能为宿主吸收替代；（５）来源广泛     

成骨细胞的成骨作用及复合移植研究进展

大型骨缺损一直是骨外科损伤需要解决的难题之一 ,传统的自体骨移植和异体骨移植已经远远满足不了临床的需求 ,寻找理想的骨组织替代物始终是实验室研究的重点课题之一。近年来 ,骨组织工程技术为这一难题的解决带来了新的希望 ,其方法是 :在体外培养并扩增成骨细胞 ,然后将其种植在体外细胞载体上 ,构建组织工程骨。本文对体外培养成骨细胞的成骨能力 ,细胞载体的分类、性质以及成骨细胞与载体复合物进行了综述 ,希望可以作为参考与大家共勉