轴向振动时节段曲度对腰椎间盘应力演化的影响

研究人体腰椎运动节段承受长期轴向振动载荷时节段曲度对腰椎间盘应力演化的影响。基于人体腰椎L4～5节段CT扫描数据,建立人体腰椎L4～5节段的有限元模型。对腰椎间盘赋予多孔材料属性,并验证有限元模型的有效性。基于有限元模型,模拟L4～5节段以3种不同节段曲度(中立位、伸展2°、弯曲2°)承受时长为1 000 s的轴向振动的过程,得到这3种节段曲度下腰椎间盘的应力演化情况。各个曲度下腰椎间盘纤维环部分的峰值轴向应力均出现在其后外侧。在受载过程中,各个曲度下纤维环峰值轴向应力均呈非线性增大,且增速不断减小,至1 000 s时已趋于稳定。1 000 s时,伸展2°下纤维环峰值轴向应力比中立位下大39%,比弯曲2°下大109%。在受载过程中,各个曲度下髓核轴向应力亦呈非线性增长,增速不断减小。1 000 s时,伸展2°下髓核的轴向应力略小于其他两种情形。当L4～5节段以伸展2°的状态受载时,腰椎间盘受到的损伤最为严重;而当其以弯曲2°的状态受载时,腰椎间盘受到的损伤最小。当长时间处于全身振动条件下时,应尽量避免使腰椎处于向后伸展的姿态,而腰椎的小幅前屈可以保护腰椎间盘。     

前外侧或后内侧辅助钢板结合髓内钉固定胫骨近端 1 / 3 骨折的生物力学研究

目的 研究髓内钉结合辅助钢板固定胫骨近端1/3骨折的稳定性,比较并观察胫骨近端1/3骨折后内侧辅助钢板与前外侧辅助钢板结合髓内钉固定的生物力学特点。方法 选取Sawbones第4代人工胫骨模型。根据辅助钢板位置分为后内侧钢板组和前外侧钢板组,每组4例,髓内钉远近端均2枚锁定钉固定,钢板远近端各3枚皮钉双层皮质固定。模拟AO分型41-A2型骨折,水平截骨平面位于胫骨髓内钉近端锁定钉远端0.5 cm即近端关节面以远5～6 cm位置。截骨完成后,通过生物力学试验机分别进行轴向压缩、三点弯曲、循环加载及极限应力测试,比较各组轴向刚度、三点弯曲刚度等结果。结果 轴向压缩实验表明,后内侧钢板组平均轴向刚度低于前外侧钢板组,两组间差异无统计学意义。三点弯曲实验表明,后内侧钢板组无论是对抗内翻应力(钢板位于骨折压力侧,t=3.679,P<0.05)还是外翻应力(钢板位于骨折张力侧,t=8.975,P<0.05),其弯曲刚度均优于前外侧钢板组。结论 辅助钢板结合髓内钉固定胫骨近端1/3骨折可以提高近端骨折块固定的稳定性,并允许患者更早负重。钢板置于后内侧或者前外侧均能够提供足够的轴向强度,后...     

前臂逆转筋膜蒂岛状皮瓣血供的解剖学

对14个新鲜前臂标本的血管灌注与显微解剖,发现桡动脉众多的肌间隙穿动脉在深筋膜的深浅两面形成丰富的血管网。前臂与腕部纵、横轴向的深筋膜血管网在桡骨茎突部相交汇。将蒂部设计在此,逆转皮瓣由腕部血管网、桡动脉远段的肌间隙穿动脉及掌浅、掌深支的细小返支供血,因轴向与深筋膜血管网轴向一致,长宽比例达5∶1亦能成活。此逆转筋膜皮瓣的最大优点是不损伤前臂的知名血管。     

3岁儿童C4-C5颈椎有限元模型开发及拉伸、弯曲验证

基于CT扫描,建立具有精确骨骼几何及详细椎间盘解剖学结构的3岁儿童C4-C5颈椎段有限元模型;参考成人颈部生物材料实验数据及相关成人与对比研究结果,采用缩放方法计算得到3岁儿童颈部组织材料参数;分别在准静态、动态拉伸以及准静态弯曲-伸展、侧向弯曲及轴向旋转载荷条件下,对模型进行验证。结果显示,准静态拉伸刚度为211.8 N/mm,动态拉伸最终失效力为759.9 N,最终失效位移为5.08 mm,均与实验值吻合良好;准静态伸展、弯曲、侧向弯曲及轴向旋转运动范围分别为9.75°、9.29°、3.79°和7.04°,均在实验基准数据允许的误差范围内,吻合良好。结论表明:该模型能较好地反映3岁儿童C4-C5颈椎段在准静态、动态拉伸以及准静态弯曲-伸展、侧向弯曲和轴向旋转载荷下的生物力学特性,具有较高的生物逼真度。     

实验性人腰椎骨小梁微观骨折及其对椎间盘的影响

<正> 该实验对25个腰椎运动带段,进行了疲劳试验。其中19个受轴向压载,6个受轴向压缩合并弯曲、扭转复合加载。对轴向载荷、载荷峰值、循环加载次数、弯曲角度等进行了测量。通过对试验前、后拍摄的 X 线平片分析和对组织切片的宏观、显微观察,发现疲劳载荷可以造成椎     

轴向载荷对充液生物微管耦合振动的影响

目的描述轴向载荷、小尺度参数、微管内充液密度以及管周围生物组织的约束刚度对于充液生物微管耦合振动的影响,为轴向载荷下纳米微管组织的超声波检查和一些生物医药临床应用提供参考。方法采用非局部弹性理论来描述生物微管的纳米尺度特性,给出轴向载荷下充液生物微管耦合振动频率的解析解。结果作用于充液微管的轴向压力使得充液微管的耦合振动频率大幅下降,且当小尺度效应增加时,充液微管的耦合振动频率逐渐降低。轴向压力对充液微管的耦合振动频率的影响大于小尺度系数的影响。结论当微管内充液的密度增加时,基体内充液微管的一阶振频降低,且当作用于充液微管上的轴向压载增加时,微管内充液密度对充液微管一阶振频的影响逐渐减小。     

编织支架弯曲变形时扁平现象的数值模拟研究

目的编织支架通常用于介入治疗脑动脉瘤或动脉狭窄。在弯曲变形时,编织支架有可能出现截面扁平现象。而在弯曲变形过程中保持其截面形状不变,是编织支架实现介入治疗疗效的必要条件。因此,有必要对编织支架编织角、金属丝根数、轴向长度及名义直径和扁平现象的关系进行定量研究。方法首先使用参数化造型方法构造具有不同的编织角度、金属丝根数、轴向长度和名义直径的19个编织支架模型;然后对这些模型在纯弯曲过程中的扁平现象用Abaqus/Explicit进行计算分析;最后与实验数据进行对比,验证有限元分析结果。结果力学计算表明编织角大于50°时扁平率小于0.002 2;随着弯曲角度的增大,扁平率也增大;编织角为60°或70°时,编织支架轴向长度对扁平率基本没有影响;编织角为50°时,支架轴向长度增加,扁平率逐渐减小。编织角为30°,名义直径从2 mm增加到5 mm,扁平率在0.26～0.46之间变化。编织角为30°,轴向长度35 mm,支架金属丝根数从12增加到48,扁平率从接近为0迅速增加到0.607。结论编织支架弯曲变形时扁平现象的数值模拟结果可以为临床应用中编织支架的结构设计提供理论指导。     

关子人体腰椎间盘生物力学的实验研究

本实验对人体腰椎间盘在静态非破坏性轴向压缩载荷、复合载荷(包括静态非破坏性轴向压缩合并右前弯曲加载和左前弯曲加载)和疲劳载荷下的力学性质作了初步研究。每一试件包括椎间盘及与其相邻的两椎体,利用万能材料试验机进行加载。复合加载是通过自行设计的一套卡具实现的,其上固定的十个传感器可测出椎间盘的轴向载荷、轴向位移与横向位移。考虑到椎间盘具有明显的粘弹性性质,故采用微机进行数据采集与处理。试验前后均进行X线检查。疲劳试验后的试件沿矢状面、额状面、横断面切片,脱去有机间质,于显微镜下观察了骨小梁的微观形态。根据所得结果讨论了椎间盘的力学性质与退变的关系,疲劳产生的骨小梁微观骨折与纤维环损伤。这些结果为椎间盘突出的X线所见与腰疼病因提供了某些力学理论依据。     

基于三维有限元模型的人体全腰椎振动特性研究

振动暴露被认为是诱发腰椎退行性病变和下腰痛的重要原因,本研究旨在探寻振动载荷对腰椎生物力学的影响。基于人体腰椎L1节段至骨盆(L1-pelvis)的CT扫描数据,重构L1-Pelvis三维几何模型。对该几何模型进行网格划分和材料特性赋值,建立L1-Pelvis三维有限元模型,并利用可获得的实验数据对模型的有效性进行验证。基于该有限元模型,通过瞬时动态分析计算出腰椎各运动节段在幅值40 N,频率5 Hz轴向正弦振动载荷作用下的力学响应,并与-40 N和+40 N轴向静态载荷作用下的结果进行对比,响应参数包括椎体轴向位移、纤维环膨出变形和纤维环基质冯·米塞斯应力。研究结果表明,相比于静态载荷,振动载荷下腰椎各运动节段的椎体轴向位移、纤维环膨出变形、纤维环基质冯·米塞斯应力的幅值分别增加了0.550～1.020 mm、0.124～0.251 mm、0.043～0.099 MPa,最大增幅分别可达195.0%、175.7%、151.4%。从量化角度说明振动载荷下腰椎发生损伤的风险更高。     

三叉形股骨膨胀式空心加压螺钉的研制及生物力学分析*

背景：传统治疗股骨颈骨折的内固定器械在骨-螺钉界面握持力不足或术后承载负荷过大时,可造成螺钉的松动或拔出,内固定失效率较高。 目的：研制三叉形股骨膨胀式空心加压螺钉,并分析其生物力学性能。 方法：根据股骨颈骨折的特殊生物力学特性研制的三叉形股骨膨胀式空心加压螺钉,由中空主钉和可拧入主钉内孔道的内栓部分组成,通过内栓旋入后对主钉前部的挤压产生膨胀加压作用。以传统AO空心加压螺钉作为对照组进行生物力学实验,分别进行轴向压缩实验、三点弯曲实验、最大轴向拔出力实验。 结果与结论：在300 N的轴向外力作用或弯曲外力下,实验组轴向压缩刚度、弯曲刚度高于对照组(P < 0.05),纵向位移及桡度低于对照组(P < 0.05)。实验组最大轴向拔出力高于对照组(P < 0.05)。表明三叉形膨胀式空心加压螺钉固定牢靠,生物力学性能明显优于普通AO空心螺钉,具有较好的抗轴向压缩能力及抗弯曲、抗旋转能力,在抗拔出性方面更具有普通AO空心螺钉所不具备的优势。     

经鼻烟窝桡动脉穿刺行经皮冠状动脉介入治疗术的临床解剖

目的：探讨经鼻烟窝桡动脉穿刺行经皮冠状动脉介入治疗术（PCI）的解剖学基础。方法：选取34 具（68 侧）成人标本,利用游标卡尺分别测量桡动脉位桡骨茎突上5 cm 及入、出鼻烟窝处断面的外径、内径,测量鼻烟 窝桡动脉实际长度和出入点直线距离,观察桡神经浅支分型及其通过鼻烟窝的数量。结果： 距离桡骨茎突上5 cm 处桡动脉断面（SA）外径（2.82±0.35）mm、内径（1.99±0.43）mm、管壁厚度（0.42±0.14）mm ;桡动脉入 鼻烟窝处断面（SB）外径（2.50±0.35）mm、内径（1.71±0.42）mm、管壁厚度（0.39±0.13）mm ;桡动脉出 鼻烟窝处断面（SC）外径（2.23±0.38）mm、内径（1.47±0.43）mm、管壁厚度（0.38±0.13）mm。3 处断面, 桡动脉外径、内径任意2 组差异具有统计学意义,管壁厚度差异无统计学意义。同一断面、不同性别间,SB 和 SC 处外径的差异均具有统计学意义。同一断面、不同侧别之间相同项目比较差异均无统计学意义,不同侧别及 年龄组间鼻烟窝桡动脉弯曲程度比较差异无统计学意义。结论： 本研究比较了桡动脉穿刺点附近3 处断面的解剖 学特性,为提高经桡动脉PCI 的成功率提供了有力的解剖学支持。     

自制加锁梅花针治疗股骨中下段骨折的生物力学测试

目的对自行研制的用于治疗股骨中下段骨折加锁梅花针进行生物力学测试,为临床应用提供生物力学基础。方法用6例新鲜成人股骨标本,制作股骨中上段骨折模型两种,梅花针固定;然后制作股骨下段骨折模型两种,加锁梅花针固定;最后利用股骨下段骨折模型交锁钉固定,每次作下一骨折模型前,用钢片张力带固定前一次的骨折线。依次对正常股骨标本、梅花针固定后的标本、加锁梅花针固定的标本、交锁钉固定的标本进行扭转测试、垂直压缩试验、4点弯曲试验,分析4组试验的实验数据。结果梅花针固定股骨中上段骨折、加锁梅花针固定股骨下段骨折和交锁钉固定的股骨下段骨折抗扭转测试中,均可以达到4Nm抗旋转刚度;轴向压缩试验中最大应变正常组和梅花针组、加锁梅花针组无明显差异,4点弯曲试验中梅花针与加锁梅花针和正常标本的弯曲刚度相近,交锁钉的抗弯曲刚度明显高于其他3者。结论加锁梅花针冶疗股骨中下段骨折,具有良好的生物力学性能,固定效果可靠。     

人胫骨四种内固定器的生物力学评价

目的 :比较四种内固定器在人胫骨骨折时的生物力学特性。方法 :将经防腐固定成人胫骨9根 ,制成中段横断骨折 ,依次安放双Ender钉 ,双矩形钉 ,梅花钉和四孔钢板 ,并进行前内侧和前外侧三点弯曲实验及轴向扭转实验。结果 :Ender钉、四孔钢板、梅花钉和矩形钉内固定器的三点弯曲刚度分别为 :前外侧 13 .0、2 5 .4、41.8、2 3 .3N/mm ;前内侧 2 5 .5、 16.2、41.4、2 0 .2N/mm ;轴向扭转 15°时的力矩分别为 :1.43、4.67、0 .86、0 .86Nm。梅花钉抗弯曲较其它内固定器强 (P <0 .0 1～ 0 .0 5 ) ,余者间无显著性差别 ;四孔钢板抗轴向扭转较其它内固定器强 (P <0 .0 1) ,Ender钉次之。结论 :4种内固定器中四孔钢板抗轴向扭转性能最好 ,梅花钉的三点弯曲刚度最强 ,对于胫骨骨折 ,Ender钉和矩形钉可以提供较好的稳定作用。     

锁定钢板外置与单臂一体式外固定支架固定骨折的生物力学研究

[摘要] 目的 通过对锁定钢板（LCP）外置与外固定支架固定骨折的生物力学的研究分析，为临床应用锁定钢板外置固定治疗提供理论依据。方法 选择不同长度的牛小腿骨（胫骨20条形成骨折标本并随机分成两组），分别采用锁定钢板外置固定和外固定支架固，观察标本在不同的载荷下承受的轴向压缩、扭转和弯曲作用下变化情况。结果 两组在100、200、300、400、500、600、700N载荷轴向压缩值比较差异均有统计学意义（P<0.05），且随着载荷越大则轴向压缩值差距越大。两组在4、6、8、10、12、14N.cm扭转角度比较差异均有统计学意义（P<0.05），且随着载荷越大则扭转角度值差距越大。两组在50、100、150、200、250、300 N载荷弯曲位移值比较差异均有统计学意义（P<0.05），且随着载荷越大则弯曲位移值差距越大。结论 锁定钢板外置固定骨折在轴向压缩、扭转和弯曲等生物力学方面优于外固定支架，其在临床治疗开放性骨折方面有着潜在的应用价值。     

全身振动改善脑卒中患者肢体运动功能障碍:目前证据不足

背景:全身振动训练作为新兴的神经肌肉训练方法,经研究发现能有效提高老年人肌力和姿势控制能力。近年来研究者将全身振动训练应用于脑卒中患者,探索其是否能减轻患者的运动功能障碍。目的:阐述全身振动对脑卒中患者患侧肢体肌力、肢体肌张力及平衡与步态的影响国内外研究的进展。方法:通过检索PubMed、EBSCO、Medline等数据库2002年1月至2014年6月与全身振动训练干预脑卒中患者肢体功能障碍的相关研究,选择34篇文献进行分别探讨。结果与结论:全身振动训练干预脑卒中患者具有较强的可行性和安全性。在疗效方面,研究主要关注肌力、肌张力、平衡功能、姿势控制能力,但目前全身振动训练改善脑卒中患者运动功能障碍的证据不足。在具体的振动干预方案方面,振动的类型、频率、振幅、时间暂无公认的标准,也待进一步研究。目前临床疗效观察研究较多,缺乏对全身振动训练影响机制的研究,其疗效有待更多大样本、多中心随机对照实验验证。     

室间隔缺损封堵器的有限元建模及分析

目的分析编织角度与材料对室间隔缺损(ventricular septal defect,VSD)封堵器使用效果的影响,为器械设计提供理论依据与指导。方法建立3种编织角度(30°、45°、60°)封堵器的有限元模型,分析比较两种编织材料镍钛合金(nickel titanium,Ni Ti)、聚对二氧环已酮(poly-p-dioxanone,PPDO)封堵器在腰部分别受径向和轴向载荷下的支撑效果。结果5 k Pa径向载荷下,30°、45°、60°Ni Ti封堵器的腰部径向刚度分别为8.60、1.51、0.99 m N/mm~3,45°PPDO封堵器腰部径向刚度为7.35 m N/mm~3。0.5 rad轴向弯曲下:30°、45°、60°Ni Ti封堵器腰部最大径向形变分别为1.17、1.24、0.22 mm,45°PPDO封堵器腰部最大径向形变为0.54 mm。结论同种材料情况下,编织角度为60°的封堵器腰部径向刚度最小,径向支撑性能最佳;60°封堵器腰部最大径向形变最小,轴向弯曲性能最佳,顺应性最好。同种编织角度情况下,Ni Ti封堵器腰部径向刚度较小,径向支撑性能较佳;PPDO封堵器腰部最大径向形变较小,轴向弯曲性能较佳,顺应性较好。     

经口得到的氧张力可反映动脉内氧张力情况

经皮的氧电极已成功地用于显示出生不到一个月婴孩动脉内的氧分作用,但是很少能成功地用于成人,因为成人的皮肤厚度与血管分布不一样。在本文中评价了一种成人的经口的氧电极以确定是否成人的热的粘液膜反映动脉内的氧张力。作者采用了小型化的Clark电极,对29例处在稳定条件下的受检者测定了经口的氧张力PtoO_2,同时在隔氧的情况下从桡动脉采取血样测定动脉氧张力PaO_2。应用线性回归分析,测验和方差分析处理数据,结果发现白人与非白人,男性与女性之间没有统计上的显著差别。但总的PaO_2平均值为95mmHg±     

兔股动、静脉轴向张力-应变关系的实验研究

目的探讨兔股动、静脉的轴向张力-应变关系,以及对临床修复血管损伤时移植静脉长度的影响.方法以兔正常股动、静脉血管标本为研究对象,通过血管拉伸试验,获取正常动、静脉轴向张力-应变关系变化规律.结果在35.0mm范围内,兔股动脉所受的张力与其伸长率间关系可拟合为Fa=0.22(e5.75(λa-1)-1),兔股静脉所受的张力与其伸长率间关系可拟合为Fv=6.15×10-3(e7.89(λν-1)-1).结论修复兔股动、静脉伤时,必须考虑动脉实际缺损长度和游离长度两方面因素,移植静脉长度LVG应符合(LVG/λv*)×λv+(RIL/λa*)×λa=AcIL,RIL=AcIL-LVG,λa、λv分别为张力F所对应的动、静脉的伸长率.     

血管吻合针距的生物力学分析

本文运用生物力学理论,分析了显微外科中血管吻合的应力及张力分布、提出了缝合距的计算公式。指出轴向切口的缝合针距应比周向切口的针距小。在端对侧吻合中,应采取与传统方式不同的非均匀针距吻合法。     

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。