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0.11MPa/s。设定实验时间为7200s,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600s变化较快,之后应变缓慢上升,7200s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。     

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.     

大鼠臂丛神经的蠕变特性

背景:臂丛神经损伤缝合吻接有必要了解臂丛神经蠕变力学特性.以往的研究多以臂丛神经的单项拉伸力学性质研究居多,关于臂丛神经蠕变黏弹性力学性质的研究鲜有报道.目的:以函数为研究方式观察分析实验动物臂丛神经的蠕变力学特性,为临床提供蠕变力学特性参数.方法:采用日本岛津电子万能试验机对SD大鼠臂丛神经进行蠕变实验.蠕变实验应力增加速度为0.01 GPa/s,实验设定时间为7 200 S,采集100个实验数据,以归一化分析的方法处理实验数据.结果与结论:大鼠臂丛神经试样7 200 S蠕变为5.6%.蠕变最初600 S变化较快,之后应变缓慢上升,达到7 200 s曲线基本平衡.结果表明蠕变曲线是以指数关系变化的,臂丛神经具有黏弹性蠕变力学特性.     

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7 200 s.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600 s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7 200 s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.     

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:实验标奉取自正常国人急性头部创伤致岁匕的新鲜尸体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2h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O.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粜.结果:手指屈肌腱应力松弛、蠕变最初600s变化较快,之后应力缓慢下降,应变缓慢上升,7200 s应力松弛量为0.219MPa,7022s 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.     

脑动脉粥样硬化模型大鼠大脑中动脉的蠕变

背景:蠕变是生物材料黏弹性固体的表现形式之一,脑动脉硬化和脑出血的防治有必要了解脑动脉硬化大脑中动脉的蠕变力学特性.目的:比较正常和动脉粥样硬化动物模型大脑中动脉的蠕变力学特性,确定动脉粥样硬化对大脑中动脉蠕变特性的影响.方法:SD雄性大鼠随机分为两组,模型组肌注维生素D3+尼古丁灌胃+高脂饮食制备动脉粥样硬化模型,对照组正常饮食,4周后处死大鼠取大脑中动脉为标本试件.在日木岛津电子万能试验机上对正常和动脉粥样硬化动脉标本试样进行蠕变实验.蠕变实验的应力增加速度为0 01 MPa/s.设定实验时间为7 200 s,采集100个数,以一元线性回归分析的方法处理实验数据,记录蠕变曲线和数据,以及应变与时间的变化规律.结果与结论:正常和动脉粥样硬化大鼠大脑中动脉蠕变最初600 s变化较快,之后应变缓慢下降,正常动脉标本7 200 s蠕变量高于动脉粥样硬化动脉标本(50.38%,48.26%,P＜0.05).说明正常和动脉粥样硬化大鼠大脑中动脉具有不同的蠕变力学特性,提示蠕变曲线是以指数关系变化的,动脉粥样硬化对大脑中动脉蠕变特性具有一定影响.     

加压螺丝钉内固定股骨颈骨折的蠕变实验

背景:弄清模拟股骨颈骨折单头加压螺丝钉单钉固定,双钉固定,双钉固定植骨后对股骨蠕变力学性质影响对于新型股骨颈骨折内固定器械的研究和股骨颈骨折内固定术式的选择都具有一定的参考价值.目的:观察加压螺丝钉单钉固定、双钉固定、双钉固定后在骨折区植骨3种方法对股骨颈骨折蠕变特性的影响.设计、时间及地点:随机对照观察,于2006-08/09在吉林大学力学实验中心完成.材料:取正常国人急性头部创伤致死的新鲜尸体股骨标本24个,由白求恩医科大学解剖教研室提供.方法:24个标本随机分为3组,单钉固定组:单钉固定位于模拟骨折面中部;双钉固定组:2枚钉分别位于颈部张力侧;双钉固定植骨组:在双钉固定基础上于骨折线前部垂直骨折线开槽,每组8个标本.以0.5 GPa/min的应力增加速度对标本施加应力,设定时间7 200 s,采集100个实验数据,以回归分析的方法计算归一化蠕变方程.主要观察指标:各组标本蠕变数据和曲线,蠕变与时间的变化规律.结果:①蠕变实验结果表明,单钉固定组初始蠕变量为0.493 7%,双钉固定组初始蠕变量为0.402 3%,双钉固定植骨组初始蠕变量为0.382 1%,初始蠕变量大说明其初始位移大,稳定性不好.②单钉固定组7 200 S蠕变量为0.226%,双钉固定组为0.212%,双钉固定植骨组为0.219%.③各组蠕变曲线足以指数关系变化的,在最初600 s变化较快,随时间延长应变缓慢上升,最后进入平衡阶段.结论:单钉固定、双钉固定和双钉固定植骨3种方法对股骨颈骨折蠕变的影响无明显差异.     

以函数为描述方式观察实验动物臂丛神经的应力松弛特性

背景:臂丛神经损伤缝合吻接有必要了解臂丛神经应力松弛力学特性.以往的研究多以臂丛神经的单项拉伸力学性质研究居多,关于臂从神经应力松弛、蠕变黏弹性力学性质的报道较少.目的:以函数为描述方式观察分析实验动物臂从神经的应力松弛力学特性,为临床提供实验参数.设计、时间与地点:以函数为描述方式的单因素观察性实验,于2007-03-01/10在吉林大学力学实验中心完成.材料:雄性6月龄SD大鼠由长春市高新医学动物实验中心提供.方法:在日本岛津电子万能试验机上对大鼠臂丛神经进行应力松弛实验,应变增加速度为1%/s,设定时间为7200s,采集100个实验数据,以一元线性回归分析的方法处理实验数据.主要观察指标:应力松弛数据和曲线,应力与时间的变化规律.结果:实验动物臂丛神经试样7 200 s应力松弛量为0.316 MPa.应力松弛曲线是以对数关系变化的,应力松弛最初600 s变化较快,之后应力缓慢下降,达到7 200s曲线基本平衡.结论:应力松弛曲线是以对数关系变化的,臂从神经具有黏弹性力学特性.     

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。