三参数模型计算股骨颈松质骨压缩蠕变方程

背景:无论是人工关节的研究还是股骨颈骨折内外固定都需要了解股骨颈松质骨的蠕变力学特性.目的:通过实验定量得出股骨颈蠕变与时间的变化规律.方法:在电子万能试验机上对股骨颈松质骨8个试样进行蠕变实验.模拟人体体温36.5 ℃的温度场下进行实验,蠕变实验的应力增加速度为0.11 MPa/s.设定实验时间为7 200 s,采集100个数据以三参数模型处理实验数据.结果与结论:股骨颈松质骨蠕变,最初600 s变化较快,之后应变缓慢上升,7 200 s蠕变量为0.84%.结果显示蠕变曲线是以指数关系变化的,三参数模型能很好的拟合股骨颈松质骨的蠕变曲线和方程.     

青年和老年第4腰椎松质骨体的蠕变特性

背景：课题组前期研究了男性青年尸体脊柱L4节段椎体松质骨的蠕变特性,此次实验是前期工作的继续。目的：观察青年和老年新鲜尸体腰椎L4椎体松质骨的蠕变力学性质,为临床提供生物力学参数。设计、时间及地点：对比观察,于2007/08-10在吉林大学力学实验中心完成。材料：青年的新鲜尸体5具,均为男性,年龄20～30岁,老年的新鲜尸体5具,均为男性,年龄60～72岁,尸体标本由白求恩医科大学解剖教研室提供,死者死亡1h之内解剖取下脊柱L4椎体,每组共5个标本。实验仪器为日本岛津AG-10TA自动控制电子万能试验机。方法：在Shimadzu AUTOGRAPH电子万能试验机上对青年组和老年组L4椎体松质骨各10个试样进行蠕变实验。模拟人体体温在36.5℃的温度场进行实验,以0.05GPa的应力增加速度对标本施加应力,设定时期为7200S,采集100个实验数据。采用三参数模型计算蠕变方程。主要观察指标：①蠕变实验曲线。②青年组、老年组L4椎体松质骨蠕变量。结果：L4椎体松质骨蠕变在最初600s内变化最快,之后应力缓慢下降、应变缓慢上升。青年组L4椎体松质骨7200s蠕变量为0.22%,老年组L4椎体松质骨7200s蠕变量为0.16%。老年组7200s蠕变量显著低于青年组（P〈0.05）。结论：L4椎体松质骨在蠕变的初期变化率较快,后期曲线比较平缓。说明松质骨内固有的膨胀压与局部的压力差减少,最后达到相对平衡。老年组标本存在不同程度的骨量丢失,从而对蠕变特性造成影响。     

三参数模型计算正常与病态股骨头松质骨的应力松弛方程

背景：为避免人工假体置入后发生松动脱落现象，有必要进行松质骨的力学性质研究。目的：以三参数模型建立了应力松弛方程，比较正常股骨头和坏死后股骨头应力松弛性质。设计、时间和地点：观察性实验，于2006—05-15／20在吉林大学力学实验中心完成。材料：正常和坏死股骨头各8个标本，由白求恩医科大学解剖教研室提供。方法：在电子万能试验机上对正常与坏死股骨头松质骨各8个试样进行应力松弛实验。模拟人体体温在36．5℃的温度场下，以5％／s的应变增加速度对标本施加常应力，设定时间为7200s，采集100个实验数据。采用三参数模型计算应力松弛方程。主要观察指标：①应力松弛曲线。②正常和病态股骨头松质骨应力松弛量。结果：正常和坏死股骨头应力松弛曲线均以对数关系变化的，在最初600s应力变化较快，随时间延长应力缓慢下降，最后进入平衡阶段。坏死股骨头松质骨7200s应力松弛餐小于正常股骨头松质骨。结论：三参数模型计算简便，能很好地拟合股骨头的应力松弛变化，通过建立这种理想化的方程，可以定量说明坏死股骨头的黏弹性较差。     

股骨颈松质骨的应力松弛方程

背景:无论是股骨颈骨折内外固定,还是人工关节的研究都需要了解股骨颈松质骨应力松弛特性.股骨颈骨折后都需要以内固定或头固定机械进行固定治疗.目的:通过实验定量得出股骨颈应力松弛与时间的变化规律,为人工关节研究和内外固定提供黏弹性力学参数.设计、时间及地点:观察性实验,于2006-09在吉林大学力学实验中心完成.材料:股骨颁标本8个,由白求恩医科大学解剖室提供.方法:在日本岛津电子万能试验机上对股骨颈松质骨8个试样进行应力松弛实验.模拟人体体温36.5℃的温度场下进行实验,应力松弛实验的应变增加速度为50%/min.设定实验时间为7 200 s,采集100个数据以三参数模型处理实验数据.主要观察指标:应力松弛曲线,应力松弛与时间的变化规律.结果:股骨颈松质骨应力松弛,最初600 s变化较快,之后应力缓慢下降,7 200 s应力松弛量为0.84 MPa.结论:应力松弛曲线是以对数关系变化的,以二参数模型建立的股骨颈松质骨应力松弛方程能真实地反映其应力松弛特性.     

正常股骨头与坏死股骨头松质骨的蠕变特性:45°方向取样比较

背景:临床人工关节置换和人工关节的研究都需要了解坏死股骨头松质骨以不同方向取样的蠕变力学特性,因此有必要以45°方向取样对松质骨的力学性质进行研究.目的:以三参数模型建立了蠕变方程,比较正常股骨头和坏死后股骨头45°方向蠕变性质.方法:正常股骨头和坏死股骨头各8个,沿股骨头松质骨45.方向取样,在电子万能试验机上进行蠕变实验.模拟人体体温在36.5℃的温度场下,以0.1 MPa/s的应力增加速度对标本施加常应力,设定时间为7 200 s,采集100个实验数据.采用三参数模型计算蠕变方程.结果与结论:正常股骨头和坏死股骨头蠕变曲线均以指数关系变化的,在最初600 s应变变化较快,随时间延长应变缓慢上升,最后进入平衡阶段.坏死股骨头松质骨7 200 s蠕变量小于正常股骨头松质骨.提示三参数模型计算简便,能很好地拟合股骨头的45°方向蠕变变化,通过建立这种理想化的方程,可以定量说明坏死股骨头的黏弹性较差.     

颈椎小关节切除前后的蠕变特性

背景：创伤和颈椎退变都会使颈椎丧稳定性,需手术治疗,有时需切除小关节,目前对单独切除小关节后的蠕变特性评价鲜有报道。目的：比较正常颈椎标本和切除颈椎C5~6小关节的蠕变力学特性,确定小关节切除是否对蠕变力学特性造成影响。方法：在日本岛津电子万能试验机上对正常和切除小关节标本进行蠕变实验,模拟人体温在（36.5±0.5）℃的温度场下以5%/s的应变增加速度对标本施加应力,设定时间为7200s。采集100个数据采用三参数模型计算蠕变方程。结果与结论：正常和小关节切除颈蠕变曲线是以指数关系变化的,在最初600s应变变化较快,随时间延长应变缓慢上升,正常和小关节切除组7200s蠕变量差异显著（P〈0.05）。说明三参数模型计算简便,能很好的拟合蠕变曲线,通过这种理想化的方程,可以定量说明两组标本差异显著。     

股骨下端松质骨横向与纵向应力松弛特性

背景:以往的研究多以一个标本加工成二个或多个试样进行实验,且标本多以纵向取样进行应力松弛实验。目的:比较股骨下端松质骨横向和纵向取样的拉伸应力松弛特性,为临床提供股骨下端松质骨的生物力学参数。方法:正常国人男性尸体股骨标本10个,左右侧各5个,年龄20～30岁,死亡后1h内解剖尸体取出左、右侧股骨,以生理盐水浸湿的沙布包裹标本,置于-20℃冰箱内保存。实验前取出标本,在常温下解冻,每个标本加工成长20mm,宽20mm,高20mm的试样。先对10个试样进行纵向应力松弛实验,之后待试样恢复24h后再对10个标本进行横向应力松弛实验。应力松弛实验的应变增加速度为0.5%/s,设定实验时间为7200s,采集100个实验数据。结果与结论:股骨下端松质骨纵向试样7200s应力松弛量为0.58MPa,横向试样7200s应力松弛量为0.72MPa。应力松弛曲线是以对数关系变化的。股骨下端松质骨横向7200s应力松弛量大于纵向。结果可以看出三参数模型建立的股骨下端松质骨的应力松弛方程能很好的反映股骨下端松质骨的应力松弛特性。     

去卵巢骨质疏松模型大鼠L_4脊椎骨的应力松弛与蠕变

背景：去卵巢大鼠脊椎骨会发生哪些应力松弛与蠕变及时间的变化规律？目的：观察去卵巢骨质疏松对雌性大鼠承重骨黏弹性特性的影响。方法：Wistar雌性大鼠44只随机等分为对去卵巢骨质疏松动物模型组和对照组。模型组大鼠于0周摘除卵巢,14周后对大鼠L4椎骨进行应变增加速度为1%/s的应力松弛实验和应力增加速度为0.01MPa/s的蠕变实验,在7200s采集100个数据。结果与结论：大鼠L4椎骨对照组7200s应力松弛量和蠕变量大于模型组（P〈0.05）;同时大鼠L4椎骨应力松弛曲线是以对数关系变化的,蠕变曲线是以指数关系变化的。提示去卵巢骨质疏松大鼠椎骨黏弹性力学特性发生了改变。     

去卵巢骨质疏松模型大鼠L4脊椎骨的应力松弛与蠕变

背景:去卵巢大鼠脊椎骨会发生哪些应力松弛与蠕变及时间的变化规律?目的:观察去卵巢骨质疏松对雌性大鼠承重骨黏弹性特性的影响。方法:Wistar雌性大鼠44只随机等分为对去卵巢骨质疏松动物模型组和对照组。模型组大鼠于0周摘除卵巢,14周后对大鼠L4椎骨进行应变增加速度为1%/s的应力松弛实验和应力增加速度为0.01MPa/s的蠕变实验,在7200s采集100个数据。结果与结论:大鼠L4椎骨对照组7200s应力松弛量和蠕变量大于模型组(P<0.05);同时大鼠L4椎骨应力松弛曲线是以对数关系变化的,蠕变曲线是以指数关系变化的。提示去卵巢骨质疏松大鼠椎骨黏弹性力学特性发生了改变。     

骨性关节炎动物模型内侧副韧带的应力松弛

背景：韧带和其他生物软组织一样,具有黏弹性特性,其应力松弛和蠕变黏弹性特性是为适应人的生理功能需要而存在的。研究说明骨性关节炎对韧带力学性能具有一定影响。目的：比较正常和骨性关节炎动物模型内侧副韧带的应力松弛流变特性,确定骨性关节炎对内侧副韧带应力松弛特性的影响。方法：以闭合关节刻痕法复制骨性关节炎动物模型,取正常和骨性关节炎动物模型大鼠膝关节内侧副韧带各10个试样,进行应力松弛实验。应力松弛实验的应变增加速度为5%/s。设定实验时间为7200s,采集100个数据,观察应力松弛数据和曲线、应力与时间的变化规律,以一元线性回归分析的方法处理实验数据。结果与结论：正常组和病态组试样应力松弛最初600s变化较快,之后应力缓慢下降,正常组7200s应力松弛量0.47MPa,病态组7200s应力松弛量0.29MPa。模型组7200s应力松弛量显著低于正常组（P〈0.05）,且应力松弛曲线是以对数关系变化的。说明骨性关节炎时可以使膝关节对内侧副韧带应力松弛量降低,对膝关节应力松弛特性具有一定影响。     

正常髋部与佩戴保护支具髋部的有限元对比分析（英文）

背景：有限元法因其具有不受样本量限制,实验误差小,重复性好等优点而成为防滑倒生物力学研究的重要手段。目的：建立正常骨盆以及佩戴护具骨盆的三维有限元模型,分析滑倒过程中骨盆各部位的应力、应变和位移分布,验证护具的有效性。方法：以中国数字人原始资料应用Abaqus 6.51软件构建正常骨盆以及佩戴护具骨盆的三维有限元模型,固定约束地面刚体,对整个骨盆模型加载2 m/s的速度载荷,程序运算后观测骨盆模型佩戴护具前后的应力、应变及位移随时间的变化规律和分布云图。结果与结论：与未佩戴护具比较,佩戴护具时滑倒过程中骨盆与地面的接触力、骨盆与地面产生最大接触力时松质骨最大压缩应变、大转子以及股骨颈周围应变最大值、大转子和股骨颈附近的最大von-Mises应力值、大转子和股骨颈处的平均应力值等均明显减小。提示髋部保护支具对大转子具有保护作用,能有效降低人体滑倒时转子间骨折的发生率。     

仙珍骨宝胶囊对去卵巢大鼠股骨颈骨代谢的影响

背景：用骨组织形态计量学方法探讨中药对去卵巢大鼠股骨颈骨质疏松的影响,可为采用中药防治绝经后妇女骨质疏松性股骨颈骨折提供实验依据。目的：观察仙珍骨宝胶囊对去卵巢大鼠股骨颈松质骨的影响。方法：3月龄SD雌鼠随机分为4组：基础对照组于实验开始时处死取材,去卵巢组和仙珍骨宝组去卵巢造模。仙珍骨宝组在去卵巢后灌胃仙珍骨宝,去卵巢组和年龄对照组灌胃生理盐水,90d后处死,取股骨颈经不脱钙骨制片进行骨组织形态计量学参数测量。结果与结论：与年龄对照组比较,去卵巢大鼠静态参数的骨小梁面积百分数和骨小粱数量明显减少（P〈0.01）,骨小粱间隙明显增大（P〈O.01）;动态参数的每毫米破骨细胞数和破骨细胞贴壁表面长度明显增加（P〈O.01）,骨矿化沉积率明显减少（P〈O.01）。说明去卵巢能导致大鼠股骨颈骨量显著减少。给予仙珍骨宝治疗后,大鼠的骨小粱厚度及骨小梁面积明显增加（P〈O.05）,每毫米破骨细胞数和破骨细胞贴壁表面长度有所减少,标记周长百分数则有所增加。说明仙珍骨宝能阻止去卵巢所致的大鼠股骨颈骨量丢失。     

激素性股骨头坏死模型：不同构建技术分析

背景：良好的股骨头坏死动物模型的建立,有助于研究股骨头坏死的发病机制,为股骨头坏死的预防和治疗提供理论依据。目的：研究内毒素脂多糖联合地塞米松注射液诱导兔股骨头坏死的实验效果。方法：新西兰大白兔36只随机分为模型组21只和对照组15只。模型组连续2d每日经耳缘静脉注射内毒素脂多糖10pg／kg,再连续3d,每日肌肉注射地塞米松注射液25mg／kg对照组注射同等剂量的生理盐水。结果与结论：模型组4周后×射线显示兔关节间隙增宽,密度增大,关节软骨下骨密度增高,股骨头变平,骨小梁模糊,软骨下骨与骨松质界限不清,在股骨头内出现斑块状高密度区域,股骨颈变短粗。双能量X射线骨密度测量仪进行股骨头局部骨密度测量,兔股骨头骨密度检测发现模型组股骨头骨密度、骨矿物质含量均显著低于对照组（P〈0．05）。组织学切片见模型组骨细胞陷窝空疏,脂肪细胞增多,部分血管栓塞,其中存活动物的骨坏死率和骨陷窝率均明显高于对照组。证实地塞米松联合脂多糖可有效建立激素性股骨头坏死模犁。     

Effects of single and concurrent intermittent administration of human PTH (1-34) and incadronate on cancellous and cortical bone of femoral neck in ovariectomized rats

The purpose of this study is to determine the efficacy of concurrent treatment with human parathyroid hormone, hPTH (1-34), and bisphosphonate (incadronate) in augmenting cortical and cancellous bone mass of femoral neck in ovariectomized (OVX) rats. Forty-eight 11-week-old female Sprague-Dawley rats were divided into eight groups (six animals in each group). The baseline control group was killed at the beginning of the experiment, at 11 weeks of age. An ovariectomy was performed in thirty rats and twelve rats were subjected to a sham surgery. OVX rats were untreated for the first four weeks of postsurgery to allow for the development of moderate osteopenia. These animals were then subjected to various treatments with either PTH, incadronate, or PTH+ incadronate for a period of 4 weeks. Right proximal femora (femoral necks) were used for bone histomorphometry. After OVX 8 weeks, there was a significant decrease in cancellous bone mass and cortical bone area of femoral neck in the OVX rats when compared to the sham control rats. In OVX rats treated with PTH alone or PTH+ incadronate were completely restored lost cancellous and cortical bone mass of femoral neck by increase bone formation. The bone formation parameters (OS/ BS, MS/BS) and bone turnover (BFR/BV) seen with PTH plus incadronate were similar to those seen with PTH treatment alone. This indicates that incadronate did not blunt the anabolic action of PTH when used concurrently. Our results suggest the followings: 1) the femoral neck of OVX rats is a suitable sample site for preclinical studies of the prevention of bone loss induced by estrogen depletion; 2) concurrent use of incadronate did not blunt the anabolic effect of PTH; 3) concurrent treatment showed the best results in restoring cancellous and cortical bone mass; and 4) it had additional benefits for bone strength independent of that achieved by the increase in bone mass.     

空心拉力螺钉内固定与首尾钉内固定治疗老年人不同类型股骨颈骨折疗效比较

目的观察分析并比较空心拉力螺钉内固定与首尾钉内固定治疗老年人不同类型股骨颈骨折的效果。方法对老年人股骨颈骨折的病例进行回顾性分析,筛选获得1年以上随访的病例103例,根据手术方法不同分为两组,A组55例采用空心拉力螺钉内固定进行治疗,B组48例采用首尾钉内固定进行治疗。对患者进行Harris评分,观察患者整体治疗效果,并比较头下型、经颈型和基底型骨折的疗效。结果术后骨折复位情况比较:两组间差异无统计学意义(P0.05)。两组患者不同类型术后髋关节Harris评分均有不同程度的改善。头下型骨折:A组优良率为91.2%,B组优良率为62.5%,A组优良率高于B组(P0.05);经颈型骨折:A组优良率为83.3%,B组优良率为83.3%,两组优良率比较差异无统计学意义(P0.05);基底型骨折:A组优良率为66.7%,B组优良率为95.0%,B组优良率高于A组(P0.05)。结论空心拉力螺钉内固定与首尾钉内固定治疗老年人股骨颈骨折,都可以达到良好的骨折复位效果,头下型骨折空心拉力螺钉内固定效果更优,基底型骨折首尾钉内固定效果更优。     

Comparison of bone screw holding strength in healthy bovine and osteoporotic human cancellous bone

Pushout tests were carried out on two different diameter, self-tapping, cancellous bone screws (4 mm and 6.4 mm) inserted in bovine cancellous bone sections taken perpendicular and at 45 degrees to the long axis of the bone. Comparison was made with the same type of screws inserted into sections taken from osteoporotic and/or osteoarthritic human femoral heads. The results showed no significant difference in the holding strength of different diameter screws in bovine bone sections of given orientation but significant differences when the trabecular orientation of the section was changed. By comparison, the holding strengths of the same screws in diseased femoral heads were found to be both significantly different from each other and significantly lower than for the same screws inserted in healthy bovine bone. The screw diameter, trabecular orientation, mineral content and the health of the bone all need to be considered in order to optimise the holding strength of the screws in cancellous bone.