T3~12胸椎松质骨冲击力学特性：青年与老年的差异比较☆

背景：骨质疏松、骨重建、骨再造、胸椎骨折固定器选择等都需要了解青年和老年尸体胸椎松质骨的冲击力学特性。以往的研究多以单独青年尸体或单独老年尸体胸椎松质骨为观察对象,而有关青年和老年尸体胸椎松质骨冲击力学特性的研究报道极少。 目的：对正常国人青年和老年新鲜尸体胸椎松骨进行冲击实验,分析胸椎松质骨的冲击力学性质,确定老年尸体松质骨和青年尸体胸椎松质骨是否具有不同的冲击力学性质。 方法：实验标本取自4具正常国人男性新鲜尸体,年龄分别为20,25,70,75岁,由白求恩医科大学解剖教研室提供。人死亡后1 h之内解剖取出死者胸椎T3~12标本,将标本沿纵向切成长40 mm,宽6 mm,高6 mm的试样,每组各20个。以能量释放的方法对2组试样进行冲击实验,在室温28 ℃的温度场下进行实验。实验结束后,试验机测量度盘自动显示试样的冲击功,根据材料力学公式计算出每个试样的冲击韧性,观察各试样的宏观断口形貌。 结果与结论：青年组胸椎松质骨冲击功、冲击韧性均显著大于老年组(P < 0.05)。胸椎松质骨冲击实验断口多数为粉碎性断口,少数为横断口或斜断口。宏观观察青年组腰椎松质骨骨小梁排列细密,老年组腰椎松质骨骨小梁排列稀疏,孔隙较大,呈现出老年骨质疏松的表现形式。提示青年组脊柱胸椎松质骨和老年组脊柱胸椎松质骨具有不同的冲击力学特性,老年组试样由于骨质疏松导致冲击力学特性发生改变。     

弯曲力学性质：青年与老年尸体肋骨的比较

背景：骨质疏松、骨重建、骨再造等都需要了解青年和老年尸体肋骨的弯曲力学特性。以往的研究多以单独青年尸体或单独老年尸体肋骨为观察对象，而有关青年和老年尸体肋骨弯曲力学特性的研究报道极少。 目的：对正常国人青年和老年新鲜尸体肋骨进行弯曲实验，分析肋骨的弯曲力学性质，确定老年尸体肋骨和青年尸体肋骨是否具有不同的弯曲力学性质。 方法：实验标本取自4具正常国人男性新鲜尸体，年龄分别为20，25，70，75岁，由白求恩医科大学解剖教研室提供。人死亡后1 h之内解剖取出死者肋骨标本，将标本沿纵向切成长45 mm的试样。以三点弯曲的方法进行弯曲实验，检测肋骨最大载荷、弯矩、应力、应变及宏观断口形貌。 结果与结论：青年组肋骨最大载荷、最大弯矩、最大应力、最大应变均显著大于老年组(P < 0.05)。肋骨弯曲断口多数为横断口，少数为斜断口。青年组肋骨骨皮质较厚，老年组肋骨骨皮质较薄，呈现出骨质疏松形态，提示青年组肋骨和老年组肋骨具有不同的弯曲力学特性，老年组试样由于骨质疏松导致弯曲力学特性发生改变。     

老龄腰椎松质骨的剪切力学变化

背景：骨质疏松、骨重建、骨再造、腰椎骨折固定器械的选择等都需要了解青年尸体和老年尸体腰椎松质骨的剪切力学特性。 目的：比较老年尸体松质骨和青年尸体腰椎松质骨是否具有不同的剪切力学性质。 方法：实验标本取自正常国人新鲜尸体4具,由白求恩医科大学解剖教研室提供,年龄分别为22,28,70,75岁。人死亡后1 h之内,解剖尸体取出腰段脊柱L2~L5标本。将标本沿前、后、左、右纵向切成长40 mm,宽5 mm,高5 mm的试样,在电子万能试验机上进行实验,以5 mm/min的实验速度对试样施加剪切力,实验结束后,打印机自动打印出剪切力、应变剪切应力等数据。观察每个试样的宏观断口形貌。 结果与结论：剪切试样破坏后分别对两组试样的破坏断口进行大体观察发现,多数为横断口,少数为斜断口,青年组腰椎松质骨骨小梁排列细密,老年组腰椎松质骨骨小梁排列稀疏,孔隙较大。青年组剪切力、剪切应力和应变均显著高于老年组[(37.19±3.25),(28.34±3.42)N;(1.49±0.13),(1.13±0.14)MPa;(1.40±0.50)%,(0.90±0.20)%,P < 0.05]。提示青年组脊柱腰椎松质骨和老年组脊柱腰椎松质骨具有不同的剪切力学特性。     

脊髓损伤继发骨质疏松大鼠椎骨的力学变化

背景：脊髓损伤造成下肢肌肉萎缩,久之引起骨质疏松,为了解脊髓损伤继发骨质疏松的发病机制,有必要对脊髓损伤继发骨质疏松动物模型骨进行生物力学性质研究。 目的：观察脊髓损伤所导致骨的力学变化。 方法：选用Wistar雄性大鼠66只,随机分为空白组和模型组。模型组大鼠于T10椎体水平剪开椎板损伤脊髓。损伤后11周解剖取大鼠L1~4椎骨,进行压缩实验、取L1~4椎骨进行扭转、冲击实验。 结果与结论：模型组压缩实验最大载荷、最大应力、最大应变,扭转实验最大转矩、最大扭转角、最大切应力,冲击实验最大冲击功、最大冲击韧性均小于空白组(P < 0.05),说明脊髓损伤继发大鼠骨质疏松后大鼠椎骨压缩、扭转、冲击力学特性发生改变。     

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1 h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20 mm，宽 20 mm，高20 mm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24 h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7 200 s，采集100个实验数据。 结果与结论：股骨下端松质骨纵向试样7 200 s应力松弛量为0.58 MPa，横向试样7 200 s应力松弛量为0.72 MPa。应力松弛曲线是以对数关系变化的。股骨下端松质骨横向7 200 s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。     

人气管软骨的拉伸力学特性

背景：气管损伤缝合与新型人工气管的研制都需要了解气管软骨的拉伸力学特性以修复、重建气管功能。以往的国内外研究对人工气管的生物力学报道较多,而对人气管软骨生物力学的报道较少。 目的：以一维拉伸实验方法观察气管软骨的力学性质。 方法：正常人新鲜尸体气管标本2个,标本获取征得家属同意。取出标本,在常温下解冻,以手术刀切取气管软骨试样标本加工成试样长度25 mm,宽度5 mm,厚度1.8~2.2 mm试样20个,在日本岛津电子万能试验机上对20个气管软骨试样进行一维拉伸实验,拉伸实验速度为5 mm/min。观察试件拉伸最大载荷、最大位移、最大应力、最大应变、弹性模量、应力-应变曲线。 结果与结论：人尸体气管软骨最大载荷为(60.946±10.377)N,最大位移为(1.973±0.159)mm,最大应力为(6.229±1.125)MPa,最大应变为(32.825±2.776)%。气管软骨的应力-应变曲线为指数关系变化的,曲线最初的低坡部分是由于施加拉力的方向与胶原蛋白结构的排列一致,曲线的陡峭部分代表胶原蛋白本身的拉伸刚度。为描述气管软骨一维拉伸中的应力-应变关系,对气管软骨实验数据各取15个点应力-应变数据采用多项式,以最小二乘法进行拟合,得出应力(δ)-应变(ε)关系式： 。实验结果显示,气管软骨具有较强的承受载荷和抵抗变形能力,反映其具有黏性又有弹性的黏弹性力学特性,支持软骨的力学性质与软骨胶原含量呈正相关的观点。     

膝关节后交叉韧带的拉伸力学性质

目的：后交叉韧带在保持关节面的生理压力方面起着重要的作用。实验观察了新鲜成人尸体膝关节后交叉韧带的拉伸力学性质，拟为人工韧带材料的研制提供生物力学实验参数。 方法：实验于2005-06/2006-06在吉林大学力学实验中心完成。实验所用10个标本均由北华大学解剖教研室提供，年龄20～30岁。标本于死者死亡后1.0～2.0 h解剖取下后交叉韧带，每个标本切取2个试样，共20个试样，将试样夹持在自制的软组织专用夹具上，将夹具装在电子万能试验机上、下夹头内。驱动机器对试样施加拉应力，直至试样断裂。 结果：得出拉伸最大载荷为（364.8±78.8）N、应力为（19.19±4.12）MPa、应变为（18.6±2.0）%，弹性模量为（267.5± 35.4）MPa。对实验数据以多项式进行拟合，得出了后交叉韧带应力应变关系表达式如下：σ(ε) = 0.000 40-0.016 11ε+ 0.228 16ε2 -0.417 53ε3+ 0.804 75ε4 结论：后交叉韧带具有良好的拉伸力学性能，其为黏弹性材料。     

手指屈肌腱应力松弛的蠕变实验

背景：屈肌腱损伤都要进行吻接修复。 目的：通过实验定量得出手指屈肌腱应力松弛和蠕变与时间的变化规律,为人工屈肌腱和临床外科吻接术提供黏弹性力学参数。 设计、时间及地点：单因素实验,于2006-06-20/30在吉林大学力学实验中心完成。 材料：实验标本取自正常国人急性头部创伤致死的新鲜尸体4具由白求恩医科大学解剖教研室提供,均为男性,年龄19~28岁。于死亡2 h之内解剖尸体取下屈肌腱。 方法：在日本岛津电子万能试验机上对手指屈肌腱各8个试样进行应力松弛、蠕变实验。模拟人体体温36.5 ℃的温度场下进行实验,应力松弛的应变增加速度为5%/s,蠕变实验的应力增加速度为0.05 GPa/min。设定实验时间为7 200 s,采集100个数据以一元线性回归分析的方法处理实验数据。 主要观察指标：①应力松弛曲线。②归一化应力松弛函数方程的计算。③蠕变实验曲线结果。④归一化蠕变函数方程计算结果。 结果：手指屈肌腱应力松弛、蠕变最初600 s变化较快,之后应力缓慢下降,应变缓慢上升,7 200 s应力松弛量为0.219 MPa,7 200 s蠕变量为3.1%。 结论：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,其具有很好的黏弹性力学特性。     

血清同型半胱氨酸及血脂水平与不同年龄层脑梗死患者的关系

目的研究血清同型半胱氨酸(HCY)以及血脂水平与不同年龄层脑梗死患者之间的关系。方法检测青年组(45岁以下)和老年组(60岁以上)患者的血清同型半胱氨酸以及血脂水平,并进行对照研究。结果青年组和老年组患者在性别构成和病程方面无显著差异,青年组患者的平均血清Hcy水平显著高于老年组,而老年组患者的血清TG水平显著高于青年组。结论 Hcy水平与青年脑梗死患者关系更为密切,而高血脂与老年患者关系更为密切。     

食蟹猴年龄相关性学习记忆减退与海马结构的突触素改变

目的观察老年学习记忆减退食蟹猴海马结构突触素表达的变化。方法 8只雌性食蟹猴,分为青年和老年两组,用延迟反应实验测试两组食蟹猴的空间学习记忆能力,用免疫组织化学技术显示突触素在海马结构中的表达变化。结果老年组食蟹猴在延迟反应实验中各延迟时间(10s、15s、30s、60s)的选择正确率较青年组显著降低(P<0.01),老年组海马结构突触素免疫反应物平均光密度值较青年组显著降低(P<0.01)。结论老年食蟹猴学习记忆能力减退,海马结构突触素表达降低,提示老年学习记忆能力与海马结构突触素有密切联系。