测力式骨科固定器骨伤生物力学特征分析

从骨伤生物力学观点出发，依照骨折治疗的弹性固定准则，具体分析了测力式骨科固定器的生物力学基本特征。其结果不仅为该器械临床应用提供理论依据，也可做为分析骨折医疗器械优劣、设计和改进骨折医疗器械是否符合骨愈合规律参考。     

本刊已出版“创伤骨科植入物的生物力学”热点文章题录②：学术部

骨水泥强化正常骨质DHS固定的生物力学研究 【关键词】股骨；转子间骨折；动力髋；骨水泥；生物力学：生物材料 轴向控制动力性锁钉的生物力学特性 【基金】广东省科技计划项目（2003cl030104） 【关键词】胫骨；骨折；内固定；生物力学 加压螺丝钉内固定股骨颈骨折的蠕变实验 【关键词】加压螺丝钉；内固定；蠕变；力学性质     

不同前路中空加压螺纹钉内固定治疗Ⅱ型齿突骨折的生物力学评价

背景：目前前路中空加压螺钉固定被认为是治疗齿突骨折的较理想方法。目的：比较不同前路内固定螺钉的生物力学特性。设计、时间及地点：随机分组设计,对比观察,于2006-03/09在南方医科大学生物力学实验室完成。材料：双头螺纹中空加压螺钉和单头螺纹中空加压螺钉均为钛合金材料,由苏州双羊医疗器械有限公司生产制作。方法：20具防腐尸体头颈复合体（C0～C3）标本,甲醛浸泡不超过3个月,剔除其肌肉、韧带,取其枢椎标本,制成齿突Ⅱ型骨折模型。实验分为2组,双头螺纹螺钉组和单头螺纹螺钉组分别用双头螺纹和单头螺纹中空加压螺钉固定骨折,每组10例。主要观察指标：测试两种螺钉的剪切刚度和最大拔出力。结果：双头螺纹螺钉组的剪切刚度明显高于单头螺纹螺钉组（P〈0.01）。而最大拔出力差异无显著性意义（P〉0.05）。结论：双头螺纹中空加压螺钉治疗齿突骨折具有更强的生物力学稳定性;对于骨质梳松者和手术操作引起钉道扩大的患者,应首选双头螺纹中空加压螺钉。     

兔胫骨骨折的有限元模型

背景：医学生物力学有限元分析的原始资料多为人体CT数据,大范围的CT扫描势必会对人体造成一定的射线伤害。目的：建立兔胫骨骨折三维有限元生物力学模型。方法：选取雄性1年龄新西兰大白兔1只,开放锯断左侧胫骨中段,MIMICS10.01软件直接读取以层厚0.625mm对左侧胫腓骨不间断扫描得到以DICOM3.0格式刻盘保存的CT图片135张,经过定位图像、组织图片、内插值处理以及表面光滑化处理建立面网格模型,导入ANSYS10.0软件构建体并划分体网格,在MIMICS10.01中赋材质。结果与结论：建立了外形和几何结构逼真、生物材料接近正常组织的胫骨中段骨折有限元模型,经加载分析模型真实有效。可见应用MIMICS10.01和ANSYS10.0软件能快速建立兔胫骨骨折三维有限元生物力学模型,为进一步进行实验兔骨折愈合生物力学分析奠定基础。     

兔胫骨骨折的有限元模型

背景:医学生物力学有限元分析的原始资料多为人体CT数据,大范围的CT扫描势必会对人体造成一定的射线伤害。目的:建立兔胫骨骨折三维有限元生物力学模型。方法:选取雄性1年龄新西兰大白兔1只,开放锯断左侧胫骨中段,MIMICS10.01软件直接读取以层厚0.625mm对左侧胫腓骨不间断扫描得到以DICOM3.0格式刻盘保存的CT图片135张,经过定位图像、组织图片、内插值处理以及表面光滑化处理建立面网格模型,导入ANSYS10.0软件构建体并划分体网格,在MIMICS10.01中赋材质。结果与结论:建立了外形和几何结构逼真、生物材料接近正常组织的胫骨中段骨折有限元模型,经加载分析模型真实有效。可见应用MIMICS10.01和ANSYS10.0软件能快速建立兔胫骨骨折三维有限元生物力学模型,为进一步进行实验兔骨折愈合生物力学分析奠定基础。     

骨盆骨折的生物力学研究

骨盆骨折是一种高能量的损伤,作为临床发生率逐年升高、致残率高和病死率高的一种疾病,进行相关生物力学研究有助于解释骨盆骨折的发生机制、骨折分型并对最终的治疗方式的选择有着非常重要的作用。立足于对骨盆骨折生物力学作一个总体的回顾,通过骨盆生物力学、骨盆骨折生物力学、骨盆治疗生物力学3个方面进行综述,期望为骨盆骨折生物力学研究以及骨盆骨折相关治疗研究提供参考。     

骨折固定疗法的生物力学评价方法研究

目的:探讨骨折治疗过程及其固定器械的生物力学评价方法。方法:从生物力学观点出发,通过对骨修复过程的生物力学基本原理、固定原则的阐述和骨折固定的结构分析,提出了理想固定的力学模型,给出了骨折固定与骨科固定器械的生物力学评价方法。结果:临床上一个最佳的骨折固定,应是实现固定器的每一部分都能以最少的约束使伤骨以几何不变体系固定于固定器。而各个部分组合成一个整体后,要求这个整体的组合是“弹性”的组合,且组合为几何不变体系。这个组合应当是:①固定稳定。②无功能替代。③断端得到的是生理应力。结论:优秀的骨科固定器应是能够最大限度地满足骨折固定的需求。既能以最少的约束实现骨折段与固定器的几何不变体系的连接,又能实现各几何不变体系的弹性连接,还能给骨折断面施加恒定的生理应力。临床骨折固定中,应充分利用和发挥固定器械的优点,克服固定器械的缺点和不足,利用几何构造分析方法,以选择用最少的约束达到最理想的固定。     

髋臼后壁骨折术后康复干预疗效分析

根据生物力学特点,髋臼后壁骨折后均行重建钢板内固定,避免术后骨折块移位,为术后早期功能锻炼创造条件。     

踝部骨折治疗效果与距骨生物力学的关系

背景距小腿(踝)关节的解剖结构并不复杂,但其生物力学关系十分重要.距骨参与组成3个关节,对距小腿关节功能起极其重要作用.因此恢复踝穴的解剖关系,稳定距骨在其中的位置甚为重要.目的探讨踝部骨折的治疗与距骨生物力学的关系.设计非随机非对照的研究.地点和对象1985-01/2000-10中国医科大学附属第一医院收治距小腿关节骨折患者95例.收集患者因恶性肿瘤截肢后小腿标本3只.干预通过离体小腿标本,对距骨在踝部骨折中生物力学关系做简要观察,并对95例距小腿关节骨折治疗后的临床及X射线加以分析.主要观察指标①观察不同骨折类型受力情况.②观察距小腿关节恢复的临床疗效与距骨生物力学变化的关系.结果随访65例,优41例,良12例,尚可7例,差5例.生物力学结果双踝骨折时,头颈压缩0.48 cm;外踝骨折,垂直压力时外踝面受力大于内踝面,腓骨下1/3骨折,内翻位时距骨外踝面受力轻于内踝面.结论距小腿关节骨折不论手法复位外固定或手术复位内固定,均应注意距骨在踝穴内解剖关系,并注意下胫腓关节间隙距离.恢复踝穴和距骨的生物力学关系是极为重要的治疗标准.     

本刊已出版“创伤骨科植入物的生物力学”热点文章题录①：学术部

股骨颈骨折内固定器置入的生物力学特征及其应用特点 【关键词】股骨颈骨折;生物力学;内固定器械 骨水泥填塞动力髓螺钉主钉孔：抗弯曲和抗扭转强度 【关键词】转子间骨折;髋内翻;髋关节后侧入路;主钉孔植入骨水泥;后内侧支撑植骨 经皮加压带锁肱骨髓内钉的力学性能及治疗肱骨干骨折的体外模拟实验     

股骨颈骨折的组织修复:生物力学、数字化技术及其植入物治疗

背景:随着生物力学,计算机科学的快速发展,目前治疗股骨颈骨折主要在计算机辅助下进行生物力学分析,采用植入物内固定,肌骨瓣、骨瓣或骨膜移植,假体置换等方法.目的:总结股骨颈骨折的治疗方法,通过股骨颈形态,生物力学分析,计算机模拟等方法更精确的分析出股骨颈位置的应力分布.方法:以Femoral neck fraclure为检索词,检索PubMed数据库(1999-01/2009-06).以股骨颈骨折为检索词,检索万方数据库(1999-01/2009-06).文献检索语种限制为英文和中文.纳入有关股骨颈骨测量的研究设备,股骨颈骨折的治疗方法研究,排除较为陈旧,重复性研究.结果与结论:计算机初检得到667篇文献,根据纳入排除标准,对42篇文献进行分析.在股骨颈骨折的研究方法上,国内外已经进行了多方面的研究,主要内容包括:①股骨颈的形态用CT扫描,结合扫描CT图像测量,提取特征数据,建出生物力学分析可接受的股骨颈的三维形体.②通过计算机模拟对股骨颈的生物力学研究,可以得到它各部分的应力分布以及相应的变形.③运用分析结果指导股骨颈骨折的植入物内固定治疗,并结合老年股骨颈骨折的特点进行预防与康复.     

基于有限元的人体四肢骨折的生物力学研究进展

人体四肢骨折是临床上的常见病和多发病,有学者统计,在我国肢体损伤约占创伤总数的2/3,其中骨折最为多见[1].骨折的发生以及治疗都涉及到生物力学问题.目前生物力学研究方法很多.有限元分析方法是伴随着计算机技术的发展而在各行业日益得到广泛应用的一种数值计算方法,近些年来,因其具有可高度模拟物体结构与材料的特性、分析结果多样、分析结果重复性好以及有限元模型修改灵活等优点使其在人体骨骼生物力学研究中得到广泛应用并飞速发展.     

17例股骨干骨折内固定失败原因分析

目的分析股骨干骨折内固定失败的原因。方法对1998年-2006年收治的17例股骨干骨折内固定失败的病例进行生物力学分析和总结。结果17例内固定失败中采用普通钢板内固定9例,加压钢板3例,"V"形髓内针2例,梅花钉3例。结论股骨干骨折内固定时未遵循生物力学是失败的主要原因。根据骨折的具体情况选择合适的内固定物、可靠的外固定、粉碎性骨折一期植骨,术后正确功能锻炼,是减少和防止内固定失败的重要措施。     

小切口复位磁力导航下交锁髓内钉治疗股骨干骨折

目前交锁髓内钉固定已成为治疗股骨干骨折的标准方法[1],但远端锁钉的锁入困难是每台股骨干骨折手术均可能出现的问题. 本院2008年1月～2009年12月使用山东潍坊三维骨科医疗器械研究所生产的磁力导航交锁髓内钉和苏州艾迪尔医疗器械有限公司生产的普通交锁髓内钉共治疗股骨干骨折43例,对2组的疗效进行比较分析,现报告如下.     

踝部骨折治疗效果与距骨生物力学的关系

背景：距小腿(踝)关节的解剖结构并不复杂，但其生物力学关系十分重要。距骨参与组成3个关节，对距小腿关节功能起极其重要作用。因此恢复踝穴的解剖关系，稳定距骨在其中的位置甚为重要。目的：探讨踝部骨折的治疗与距骨生物力学的关系。设计：非随机非对照的研究。地点和对象：1985-01／2000-10中国医科大学附属第一医院收治距小腿关节骨折患者95例。收集患者因恶性肿瘤截肢后小腿标本3只。干预：通过离体小腿标本，对距骨在踝部骨折中生物力学关系做简要观察，并对95例距小腿关节骨折治疗后的临床及X射线加以分析。主要观察指标：①观察不同骨折类型受力情况。②观察距小腿关节恢复的临床疗效与距骨生物力学变化的关系。结果：随访65例，优41例，良12例，尚可7例，差5例。生物力学结果：双踝骨折时，头颈压缩0．48cm．外踝骨折，垂直压力时外踝面受力大于内踝面，腓骨下1／3骨折，内翻位时距骨外踝面受力轻于内踝面。结论：距小腿关节骨折不论手法复位外固定或手术复位内固定．均应注意距骨在踝穴内解剖关系，并注意下胫腓关节间隙距离。恢复踝穴和距骨的生物力学关系是极为重要的治疗标准。     

三种固定器械置入固定胫骨骨折的生物力学分析

背景:胫骨骨折后以胫骨骨折髓内钉、钢板内固定和外固定支架固定后骨折断端的轴向压缩、弯曲、扭转力将发生怎样的变化?目的:对比观察胫骨轴向控制髓内钉,胫骨接骨钢板及胫骨外固定支架3种内外固定器械置入固定胫骨骨折的生物力学特性.设计、时间及地点:观察性实验,于2007-08在吉林大学力学实验中心完成.材料:新鲜胫骨标本9对,由白求恩医科大学解剖教研室提供;夹具由吉林大学力学实验中心提供;胫骨轴向控制髓内钉为上海浦卫医疗器械厂产品;胫骨接骨板(钢板)为常州华森医疗器械有限公司产品;胫骨外固定支架为常州市康辉医疗器械有限公司产品.方法:9对新鲜尸体胫骨,随机分为髓内钉组,接骨板组和外固定支架组,每组3对.以线锯在胫骨中段锯开,制成DAT分类A1型骨折模型,分别以胫骨轴向控制髓内锁钉、钢板、外固定支架固定标本,在电子万能试验机上对3组标本进行轴向压缩实验和弯曲实验,在扭转试验机上进行扭转实验.主要观察指标:标本承受轴向压缩、弯曲载荷时的位移值和在转矩作用下扭转角度.结果:髓内钉组轴向压缩,弯曲位移小于接骨板组和外固定支架组,但差异无显著性意义(P > 0.05),髓内钉固定组扭转角度小于接骨板组和外固定支架组,差异有显著性意义(P < 0.05).结论:髓内钉内固定胫骨骨折组标本抗弯、抗扭、抗轴向压缩能力强,具有较好的力学特性.钢板固定组和外固定支架组抗弯和抗轴压缩能力也较强,虽抗扭转能力不如髓内钉组,但也具有较好的力学特性.     

两种固定方法修复股骨髁上骨折的生物力学及生物学性能比较

目的:探讨逆行交锁钉与动力髁螺钉固定股骨髁上骨折的生物力学及生物学性能。方法:实验于2003-12-03/19在解放军第一军医大学医学生物力学实验室完成。取成人新鲜尸体股骨下半部标本12具(家属同意),人为造成股骨髁上骨折,用逆行交锁钉行骨折复位内固定与动力髁螺钉行骨折复位内固定,对内固定的标本进行生物力学测试,用SPSS10.0统计软件对实验数据进行分析。结果:逆行交锁钉的垂直压缩位移大于动力髁螺钉犤(1.950±0.568),(0.258±0.071)mm,P<0.0001犦,逆行交锁钉的扭转位移大于动力髁螺钉犤(15.165±2.500),(2.647±0.228)mm,P<0.0001犦,逆行交锁钉的弯曲度数大于动力髁螺钉(4.568±1.186),(3.052±0.501)°,P<0.0001犦。结论:动力髁螺钉的抗压缩、抗弯曲、抗扭转性能比逆行交锁钉大。逆行交锁钉在生物力学性能方面远不如动力髁螺钉,但该器械在手术中可行骨折闭合复位内固定术,骨折愈合快,出血少,可达到骨折的生物学固定要求。     

髋臼的生物力学特征及其临床应用研究

作为一种高能量损伤,髋臼骨折的临床发生率、病死率和致残率逐年升高,临床治疗与骨折类型判断关系密切,而骨折类型又更多的取决于损伤时候髋臼的受力方式、大小和时间,因此,对髋臼生物力学特征进行全面的研究,不仅有助于推动髋臼骨折生物力学机制的阐明,同时对于髋臼骨折的临床治疗也将起到极大的促进作用。     

骨科生物力学

骨科生物力学以骨骼肌肉系统的研究为主,涵盖了静力学、动力学、运动学、材料学、生物摩擦学等其他相关的研究领域,目的是应用生物力学的原理来解释和阐述骨科领域中基本问题,解决骨科临床所面临的一些问题。骨科生物力学的发展可以分为3个阶段:一是描述及分析生物力学阶段,二是以骨折内固定治疗技术发展为特征的应用阶段,     

骨盆骨折的生物力学研究

骨盆骨折是一种高能量的损伤，作为临床发生率逐年升高、致残率高和病死率高的一种疾病，进行相关生物力学研究有助于解释骨盆骨折的发生机制、骨折分型并对最终的治疗方式的选择有着非常重要的作用。立足于对骨盆骨折生物力学作一个总体的回顾，通过骨盆生物力学、骨盆骨折生物力学、骨盆治疗生物力学3个方面进行综述，期望为骨盆骨折生物力学研究以及骨盆骨折相关治疗研究提供参考。