大鼠臂丛神经根性撕脱伤的生物力学研究及临床意义

目的 明确臂丛神经根部的力学性质并观察大鼠臂丛神经根部断裂瞬间的生物力学状态.方法 对大鼠C5～T1神经根进行在体分组拉伸测试,记录载荷一延长量:计算应力-应变值,绘出应力-应变关系曲线,在曲线上分析神经根的各项生物力学性能指标.结果 ①各神经根所承受载荷各不相同.②牵拉角度不同,断裂部位不同.③不同角度牵拉时的最大载荷并不相同.④C5、C6、C7神经根初始横断面积与最大张力之间呈正相关,而C8、T1两神经根两者之间无相关性.结论 大鼠各臂丛神经根间的生物力学性质存在差异,但共同点是神经根的初始面积不同,所承受的最大载荷亦不同,牵拉角度不同,最大载荷及断裂部位亦不同.这可能与各神经根出脊髓的解剖位置及牵拉时受力不均衡有关.     

大鼠臂丛神经根性撕脱伤的生物力学研究及临床意义

目的 明确臂丛神经根部的力学性质并观察大鼠臂丛神经根部断裂瞬间的生物力学状态.方法 对大鼠C5～T1神经根进行在体分组拉伸测试,记录载荷一延长量:计算应力-应变值,绘出应力-应变关系曲线,在曲线上分析神经根的各项生物力学性能指标.结果 ①各神经根所承受载荷各不相同.②牵拉角度不同,断裂部位不同.③不同角度牵拉时的最大载荷并不相同.④C5、C6、C7神经根初始横断面积与最大张力之间呈正相关,而C8、T1两神经根两者之间无相关性.结论 大鼠各臂丛神经根间的生物力学性质存在差异,但共同点是神经根的初始面积不同,所承受的最大载荷亦不同,牵拉角度不同,最大载荷及断裂部位亦不同.这可能与各神经根出脊髓的解剖位置及牵拉时受力不均衡有关.     

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目的 明确臂丛神经根部的力学性质并观察大鼠臂丛神经根部断裂瞬间的生物力学状态.方法 对大鼠C5～T1神经根进行在体分组拉伸测试,记录载荷一延长量:计算应力-应变值,绘出应力-应变关系曲线,在曲线上分析神经根的各项生物力学性能指标.结果 ①各神经根所承受载荷各不相同.②牵拉角度不同,断裂部位不同.③不同角度牵拉时的最大载荷并不相同.④C5、C6、C7神经根初始横断面积与最大张力之间呈正相关,而C8、T1两神经根两者之间无相关性.结论 大鼠各臂丛神经根间的生物力学性质存在差异,但共同点是神经根的初始面积不同,所承受的最大载荷亦不同,牵拉角度不同,最大载荷及断裂部位亦不同.这可能与各神经根出脊髓的解剖位置及牵拉时受力不均衡有关.     

大鼠臂丛神经根性撕脱伤的生物力学研究及临床意义

目的 明确臂丛神经根部的力学性质并观察大鼠臂丛神经根部断裂瞬间的生物力学状态.方法 对大鼠C5～T1神经根进行在体分组拉伸测试,记录载荷一延长量:计算应力-应变值,绘出应力-应变关系曲线,在曲线上分析神经根的各项生物力学性能指标.结果 ①各神经根所承受载荷各不相同.②牵拉角度不同,断裂部位不同.③不同角度牵拉时的最大载荷并不相同.④C5、C6、C7神经根初始横断面积与最大张力之间呈正相关,而C8、T1两神经根两者之间无相关性.结论 大鼠各臂丛神经根间的生物力学性质存在差异,但共同点是神经根的初始面积不同,所承受的最大载荷亦不同,牵拉角度不同,最大载荷及断裂部位亦不同.这可能与各神经根出脊髓的解剖位置及牵拉时受力不均衡有关.     

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目的 明确臂丛神经根部的力学性质并观察大鼠臂丛神经根部断裂瞬间的生物力学状态.方法 对大鼠C5～T1神经根进行在体分组拉伸测试,记录载荷一延长量:计算应力-应变值,绘出应力-应变关系曲线,在曲线上分析神经根的各项生物力学性能指标.结果 ①各神经根所承受载荷各不相同.②牵拉角度不同,断裂部位不同.③不同角度牵拉时的最大载荷并不相同.④C5、C6、C7神经根初始横断面积与最大张力之间呈正相关,而C8、T1两神经根两者之间无相关性.结论 大鼠各臂丛神经根间的生物力学性质存在差异,但共同点是神经根的初始面积不同,所承受的最大载荷亦不同,牵拉角度不同,最大载荷及断裂部位亦不同.这可能与各神经根出脊髓的解剖位置及牵拉时受力不均衡有关.     

大鼠臂丛神经根性撕脱伤的生物力学研究及临床意义

目的 明确臂丛神经根部的力学性质并观察大鼠臂丛神经根部断裂瞬间的生物力学状态.方法 对大鼠C5～T1神经根进行在体分组拉伸测试,记录载荷一延长量:计算应力-应变值,绘出应力-应变关系曲线,在曲线上分析神经根的各项生物力学性能指标.结果 ①各神经根所承受载荷各不相同.②牵拉角度不同,断裂部位不同.③不同角度牵拉时的最大载荷并不相同.④C5、C6、C7神经根初始横断面积与最大张力之间呈正相关,而C8、T1两神经根两者之间无相关性.结论 大鼠各臂丛神经根间的生物力学性质存在差异,但共同点是神经根的初始面积不同,所承受的最大载荷亦不同,牵拉角度不同,最大载荷及断裂部位亦不同.这可能与各神经根出脊髓的解剖位置及牵拉时受力不均衡有关.     

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目的 明确臂丛神经根部的力学性质并观察大鼠臂丛神经根部断裂瞬间的生物力学状态.方法 对大鼠C5～T1神经根进行在体分组拉伸测试,记录载荷一延长量:计算应力-应变值,绘出应力-应变关系曲线,在曲线上分析神经根的各项生物力学性能指标.结果 ①各神经根所承受载荷各不相同.②牵拉角度不同,断裂部位不同.③不同角度牵拉时的最大载荷并不相同.④C5、C6、C7神经根初始横断面积与最大张力之间呈正相关,而C8、T1两神经根两者之间无相关性.结论 大鼠各臂丛神经根间的生物力学性质存在差异,但共同点是神经根的初始面积不同,所承受的最大载荷亦不同,牵拉角度不同,最大载荷及断裂部位亦不同.这可能与各神经根出脊髓的解剖位置及牵拉时受力不均衡有关.     

大鼠臂丛神经根性撕脱伤的生物力学研究及临床意义

目的 明确臂丛神经根部的力学性质并观察大鼠臂丛神经根部断裂瞬间的生物力学状态.方法 对大鼠C5～T1神经根进行在体分组拉伸测试,记录载荷一延长量:计算应力-应变值,绘出应力-应变关系曲线,在曲线上分析神经根的各项生物力学性能指标.结果 ①各神经根所承受载荷各不相同.②牵拉角度不同,断裂部位不同.③不同角度牵拉时的最大载荷并不相同.④C5、C6、C7神经根初始横断面积与最大张力之间呈正相关,而C8、T1两神经根两者之间无相关性.结论 大鼠各臂丛神经根间的生物力学性质存在差异,但共同点是神经根的初始面积不同,所承受的最大载荷亦不同,牵拉角度不同,最大载荷及断裂部位亦不同.这可能与各神经根出脊髓的解剖位置及牵拉时受力不均衡有关.     

大鼠臂丛神经根性撕脱伤的生物力学研究及临床意义

目的 明确臂丛神经根部的力学性质并观察大鼠臂丛神经根部断裂瞬间的生物力学状态.方法 对大鼠C5～T1神经根进行在体分组拉伸测试,记录载荷一延长量:计算应力-应变值,绘出应力-应变关系曲线,在曲线上分析神经根的各项生物力学性能指标.结果 ①各神经根所承受载荷各不相同.②牵拉角度不同,断裂部位不同.③不同角度牵拉时的最大载荷并不相同.④C5、C6、C7神经根初始横断面积与最大张力之间呈正相关,而C8、T1两神经根两者之间无相关性.结论 大鼠各臂丛神经根间的生物力学性质存在差异,但共同点是神经根的初始面积不同,所承受的最大载荷亦不同,牵拉角度不同,最大载荷及断裂部位亦不同.这可能与各神经根出脊髓的解剖位置及牵拉时受力不均衡有关.     

大鼠臂丛神经根性撕脱伤的生物力学研究及临床意义

目的 明确臂丛神经根部的力学性质并观察大鼠臂丛神经根部断裂瞬间的生物力学状态.方法 对大鼠C5～T1神经根进行在体分组拉伸测试,记录载荷一延长量:计算应力-应变值,绘出应力-应变关系曲线,在曲线上分析神经根的各项生物力学性能指标.结果 ①各神经根所承受载荷各不相同.②牵拉角度不同,断裂部位不同.③不同角度牵拉时的最大载荷并不相同.④C5、C6、C7神经根初始横断面积与最大张力之间呈正相关,而C8、T1两神经根两者之间无相关性.结论 大鼠各臂丛神经根间的生物力学性质存在差异,但共同点是神经根的初始面积不同,所承受的最大载荷亦不同,牵拉角度不同,最大载荷及断裂部位亦不同.这可能与各神经根出脊髓的解剖位置及牵拉时受力不均衡有关.     

齿突下软骨基质融合部对枢椎骨折类型影响的有限元分析

目的 建立并验证精细枢椎三维有限元模型,应用该模型探讨在前、后不同载荷条件下枢椎齿突下软骨基质融合部骨质不同发育程度对枢椎骨折类型的影响.方法 基于正常成人颈椎CT图像建立枢椎精细三维有限元模型.模拟体外生物力学实验验证模型.模型经验证后对齿突施加不同角度载荷,通过降低枢椎软骨基质融合部位松质骨的弹性模量以模拟该部位松质骨发育不同程度,分析枢椎在2种不同约束条件下的应力、应变分布情况,并探讨可能发生的相应骨折类型.结果 模型验证结果与体外生物力学实验结果基本一致.边界约束模式1下齿突前部垂直和水平方向不同角度加载模型预测结果与屈曲位水平角度载荷下预测应力分布图显示,应力集中区域随加载角度变化而发生转变,骨折类型可由Ⅲ型转变为Ⅱ型齿突骨折.边界约束模式2下受不同水平载荷角度加载后,模型预测骨折类型可由对称性Hangman骨折向不对称性Hangman骨折的转变.垂直方向上不同角度载荷下,预测骨折类型可由对称性Hangman骨折向Ⅱ型齿突骨折转变.齿突下软骨基质融合部位松质骨的发育程度不改变枢椎在垂直、水平、屈曲位不同角度受力下的应力集中带分布情况,皮质骨承受主要应力.结论 枢椎骨折的发生类型除了与所遭受暴力的方向、大小有关外,同时还与受伤瞬间寰枢椎相对应的位置情况和枢椎齿突的解剖差异有关.体外对枢椎骨折的生物力学研究实验中,除了加载暴力的方向外,尸体标本的固定与加载方式直接影响枢椎骨折类型的复制.齿突下软骨基质融合部对枢椎骨折类型无明显影响.     

不同加载速度对大鼠骨生物力学特性的影响

本实验观察了在三点弯曲力学实验中,在不同运动速度（５ｍｍ／ｍｉｎ,２０ｍｍ／ｍｉｎ）的加载条件下,即在不同的加载速度时,大鼠肱骨最大载荷、弹性载荷、最大挠度、弹性挠度、最大应力、弹性应力、最大应变、弹性应变８项骨生物力学指标的变化特点。结果表明：与５ｍｍ／ｍｉｎ加载速度相比较,在２０ｍｍ／ｍｉｎ加载速度下,骨最大载荷、弹性载荷、最大挠度、弹性挠度显著增加（Ｐ＜０．０５）;骨最大应力、弹性应力、最大应变、弹性应变无明显变化。提示：三点弯曲力学实验中,在一定范围内提高加载速度,主要影响骨结构力学特性,而对骨材料力学特性无明显影响     

臂丛神经根对手指感觉的支配

目的探讨臂丛神经根对手指感觉的支配,为临床诊断臂丛神经根损伤提供依据。方法2003年6月～2005年1月,收治全臂丛神经根性撕脱伤患者10例,男8例,女2例;年龄18～47岁。受伤至就诊时间为2～8个月。均行健侧C7神经根移位术,术中行电生理检查。指环电极置于手指,依次在颈部各臂丛神经根记录,测定感觉动作电位潜伏期和波幅。结果刺激拇、食指,臂丛各神经根均可引出感觉动作电位,C5-7神经根引出的感觉动作电位潜伏期短于C8、T1神经根,波幅大于C8、T1神经根,差异有统计学意义（P〈0.05）;刺激中指,C7、8、T1神经根可引出感觉动作电位,C7神经根引出的感觉动作电位潜伏期短于C8、T1神经根,波幅大于C8、T1神经根,差异有统计学意义（P〈0.01）;刺激环指,C8、T1神经根引出的感觉动作电位潜伏期短于C7神经根,波幅大于C7神经根,差异有统计学意义（P〈0.01）;刺激小指,T1神经根引出的感觉动作电位潜伏期短于C7、8神经根,波幅大于C7、8神经根,差异有统计学意义（P〈0.01）。结论臂丛神经根对手指感觉的支配存在交叉,拇、食指主要由C5-7神经根支配;中指的感觉支配较多来自C7神经根;环指的感觉支配主要来自C8、T1神经根;小指的感觉支配主要来自T1神经根。     

不同年龄大鼠臂丛损伤后Horner征发生机制差异的动物模型建立

目的采用不同年龄大鼠模拟产瘫和成人臂丛撕脱伤后Homer征阳性的临床现象，为进一步研究Homer征在产瘫诊治中的价值提供较理想的实验模型。方法（1）观察幼年及成年大鼠颈交感神经节与C5-T1神经根的解剖关系。（2）取14d和成年大鼠各56只，平均分为7组，分别行C7、C8、T1、C7＋C8、C8＋T1神经根撕脱、颈上神经节尾侧节间支切断及星状神经节尾侧节间支切断，术后观察动物是否出现Homer征。结果（1）所有14d和成年大鼠星状神经节可见到发自C7、C8和T1神经根的白交通支。（2）C7和C8神经根联合撕脱组幼年和成年大鼠分别有有6只和2只出现Homer征，该组幼年大鼠Homer征在阳性率高于成年大鼠（P〈0．05）。结论不同年龄大鼠臂丛损伤后Homer征的发生规律与人类相似——即幼年大鼠Homer征的发生与C7撕脱有关，因而大鼠是进行相关基础研究理想的实验动物。     

模拟产瘫和成人臂丛神经根性损伤发生垂腕垂指畸形的大鼠模型

目的 建立产瘫和成人臂丛神经根性损伤出现垂腕垂指畸形的大鼠模型.方法 取雄性SD大鼠48只,其中幼年组(生后7 d)和成年组(大于3月龄)各24只,每个年龄组大鼠按神经根处理方式等分成3个亚组,即切断右侧C5、6神经根组、切断C5、6、7神经根组和切断C5、6、7、8神经根组.术后3个月后行如下检测:各组大鼠垂腕垂指发生率;桡神经有髓神经纤维通过率;Western Blot检测桡神经组织内神经丝蛋白200(NF200)和外周髓鞘蛋白0(MPZ)的表达水平.结果 C5、6神经根切断后,各年龄组大鼠实验侧均无垂腕垂指畸形,桡神经有髓神经纤维的通过率较健侧均无明显降低,各组间差异无统计学意义(P＞0.05).各组桡神经组织内NF200和MPZ相对表达量差异均无统计学意义(P＞0.05).C5、6、7神经根切断后,幼年组垂腕垂指发生率均明显高于成年组(P＜0.05),桡神经有髓神经纤维通过率均低于成年组(P＜0.05).幼年组桡神经组织内NF200和MPZ相对表达量均低于成年组(P＜0.05).C5、6、7、8切断后,各年龄组大鼠每例实验侧均出现垂腕垂指畸形,各组实验侧桡神经有髓神经纤维通过率均明显降低,但无年龄差异(P＞0.05).各年龄组桡神经组织内NF200和MPZ相对表达量均降低,但差异无统计学意义(P＞0.05).结论 幼年及成年大鼠臂丛神经根性损伤造成垂腕垂指畸形的规律与人类相似,幼年大鼠C5、6、7神经根断裂即可导致垂腕垂指,而成年大鼠只有连续4个神经根(C5、6、7、8)断裂才会导致垂腕垂指畸形.因此大鼠是进行产瘫与成人臂丛神经根性损伤垂腕垂指畸形发生机制研究的理想动物.     

人体股骨应力分布的研究

目的 :测试人股骨在相同载荷状态下不同截面和部位的应力分布情况。方法 :取健康成人新鲜股骨标本 4只 ,将其自上而下四等分 ,在其等分点划周线 ,并将截面周长四等分 ,确定各面的后内前外 ,4个标志点。用MTS试验机进行各面各点的纵向压缩、三点弯曲及轴向扭转测试。结果 :测试结果显示 ,股骨干在相同载荷时各个截面所承受的载荷不同 ,纵向压缩 10 0 0N时 ,压应变在近端 1/4内侧点最大 ,平均值为 - 1.0 5E - 0 3(mm/mm) ,张应力在其外侧点最大 ,平均值为 6 .6 3E - 0 4 (mm/mm)。三点弯曲在 30 0N压力时 ,股骨中间 1/2端 ,内侧点为最大张应变 ,平均值为 1.18E - 0 3(mm/mm)。轴向扭转对股骨下段以N·m·s的速度施加N·m外翻扭矩时 ,近端 1/4前侧点 ,扭转角度最大为 1.85°。结论 :在相同载荷下股骨干不同部位所受力不同 ,揭示了股骨干各种骨折类型的创伤机理。     

枢椎有限元模型建立及齿突骨折的有限元分析

目的 建立并验证枢椎三维有限元模型,并应用该模型探讨齿突垂直和水平方向不同角度载荷下的损伤机制和骨折类型.方法 对健康成年男性颈部进行CT扫描,层厚0.6mm,无间隔.将DICOM图像数据导入Mimics软件中,生成网格化的枢椎表面三维图像,再经ANSYS ICEM CFD处理,生成包括皮质骨和松质骨的实体模型.模拟体外生物力学试验验证模型.模型验证后,通过对齿突前部垂直和水平方向上施加不同角度的载荷,分析各种条件下齿突的应力分布并探讨相应的骨折类型.结果 (1)模型验证结果与体外生物力学试验的数据基本一致,后伸载荷下产生Ⅲ型齿突骨折,最大应力为123 Mpa;倾斜45°载荷下产生Ⅱ型齿突骨折,最大应力为121 Mpa,与皮质骨的屈服应力(138 Mpa)分别相差11%和12%.(2)齿突前部垂直和水平方向不同角度外力加载的应力分布图显示,应力集中区域可发生转变,预示骨折类型可能由Ⅲ型转变为Ⅱ型,且最大应力值逐渐增大.皮质骨承受主要应力.结论 我们建立的枢椎有限元模型经过验证可以很好地模拟枢椎的生物力学特性,其中包括皮质骨和松质骨结构.两种力学加载模式的应力分布图显示随着作用力角度的变化,会出现齿突骨折类型的转变,预示外力作用的方向是决定齿突骨折类型的关键因素.     

不同肌腱缝合方法的生物力学比较研究

目的评价改良Kessler缝合联合"8"字缝合修复肌腱的生物力学性能,为其用于临床修复急性跟腱断裂提供依据。方法取40条猪后肢趾长屈肌腱,随机分为4组(n=10),A组:制备急性横行切割伤,采用Krackow缝合方法缝合;B、C、D组:制备急性马尾样损伤后,分别采用Krackow缝合、Kessler缝合、改良Kessler缝合联合"8"字缝合方法缝合。将各组缝合后的肌腱固定于万能材料试验机,测量上、下端夹子之间肌腱实际长度,肌腱两端及中点3个截面的长轴和短轴长度,计算肌腱横截面积;然后以15 mm/min速度行拉伸测试,直至缝合失效(缝线脱出或者缝线断裂等),绘制负载-位移曲线,计算最大载荷、最大应力、最大应变、失效位移及刚度。结果各组肌腱实际长度及横截面积比较,差异无统计学意义(F=0.245,P=0.863;F=0.094,P=0.963)。加载负荷后,B组2例、C组1例、D组1例标本发生滑脱,未纳入统计学分析;A、B组肌腱均因缝线断裂而失效,C组由于缝线自肌腱组织内撕脱而失效,D组由于肌腱上3条缝线一起自缝合部位撕脱而失效。A、B组肌腱最大载荷、最大应力、最大应变、失效位移以及刚度比较,差异均无统计学意义(P0.05)。D组最大载荷、最大应力以及刚度均明显大于B、C组,差异有统计学意义(P0.05);最大应变、失效位移与B、C组比较,差异无统计学意义(P0.05)。B组最大载荷、最大应力、失效位移以及刚度均大于C组,差异有统计学意义(P0.05),两组最大应变差异无统计学意义(P0.05)。结论改良Kessler缝合联合"8"字缝合方法可提供优于Krackow缝合和Kessler缝合的生物力学性能。     

腰椎退变黄韧带的生物力学测定

目的:测定人腰椎黄韧带的生物力学指标,为研究黄韧带退变的力学机制提供依据.方法:30例腰椎退变患者为退变组,同时期的15例年轻腰椎外伤患者为对照组,黄韧带标本均取自两组患者L4/5间黄韧带.标本清洗、修剪后测量初始长度和横截面积.将标本固定在力学试验机上的夹具后,调零处理,对标本施加拉伸载荷,直至标本断裂,计算机自动输出实验数据,根据直接获得的位移、载荷数据.通过计算得出应变、应力以及弹性模量的数值,并对两组数据进行统计学分析.结果:对照组所能承受的最大拉力载荷为65.98±6.58N,退变组为81.39±8.32N;对照组位移为3.74±0.37mm,退变组为3.08±0.29mm:对照组应力为32.99±5.48MPa.退变组为41.59±3.72MPa;对照组应变为0.209±0.09,退变组为0.183±0.02;对照组弹性模量为157.79±5.76MPa,退变组为229.32±21.95MPa.各指标两组相比均有统计学意义(P＜0.05).结论:腰椎退变黄韧带与正常黄韧带相比,应力增加,应变降低,弹性模量增加.说明退变黄韧带抗拉伸作用增强,但弹性却降低.这可能与腰椎退变导致黄韧带受力改变有关.     

健侧C7神经根移位对修复全臂丛根性撕脱伤术后运动皮层重塑的影响

目的 探讨大鼠全臂丛根性撕脱伤行健侧C7神经根移位术后运动皮层重塑的变化,比较不同术式对运动皮层重塑的影响.方法 建立幼年Sprague-Dawley大鼠左侧全臂丛根性撕脱伤模型90只,随机采用三种不同术式健侧C7神经根移位术治疗,包括健侧C7神经根移位至上干前股(A组,30只),移位至正中和肌皮神经(B组,30只)以及移位至正中神经(C组,30只).分别于术后1.5、3、6、9、12个月,以微电极刺激技术检测各组大鼠患肢支配区在双侧大脑运动皮层的分布.另取6只成年SD大鼠为空白对照组.结果 术后1.5个月,各实验组大鼠患肢支配区仅位于同侧运动皮层;术后3和6个月,患肢支配区均位于双侧运动皮层;术后9个月,A组大鼠患肢支配区已达对侧运动皮层;术后12个月,各实验组大鼠患肢支配区均位于对侧运动皮层,B组运动皮层重塑程度优于C组.结论 幼年大鼠健侧C7神经根移位术后运动皮层患肢支配区可实现由同侧皮层到双侧再到对侧皮层的跨大脑半球功能重翅.健侧C7神经根移位术受体神经的类型影响术后运动皮层重塑,移位至臂丛上干前股或同时移位至正中和肌皮神经更有利于实现运动皮层的跨半球重塑.