髌骨软骨拉伸应力松弛蠕变实验研究

目的　研究正常国人 8具新鲜尸体髌骨软骨的力学性质 ,为临床提供生物力学参数。方法　对正常国人新鲜尸体髌骨软骨一维拉伸力学性能和拉伸应力松弛、蠕变粘弹性力学性质进行实验研究。结果　获得了髌骨软骨一维拉伸的破坏载荷、伸长比、张应力、张应变等测试结果 ,以多项式用最小二乘法对拉伸实验数据进行拟合 ,得出了半月板的应力 -应变关系表达式和应力 -应变曲线。还得出了应力松弛、蠕变数据、曲线和归一化应力松弛函数、归一化蠕变函数数据、曲线。对实验数据以最小二乘法进行处理 ,得出了G(t)表达式 ,根据准线性理论得出了半月板的松弛函数K(λ、t)=G(t)T(e) (λ)的表达式。结论　髌骨软骨单向拉伸最大载荷为 3 8.5 4± 4.1 8N ,伸长比为 1 .3 1 2± 0 .0 1 8,张应力为 6.65± 0 .83MPa ,应变为 3 4.0± 3 .6%。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     

正常国人腰间盘纤维软骨粘弹性实验研究

研究了正常国人急性外伤致死的成人新鲜尸体10个腰间盘L3-4、14-5纤维软骨的力学性质。以一维拉伸的方法得出了L3-4、L4-5腰间盘纤维软骨的破坏载荷、伸长比、Lagrange张应力、Lagrange张应变等数据。以多项式，用回归分析方法得出椎间盘L3-4、L4-5纤维软骨的应力-应变关系表达式及应力-应变曲线。还对椎间盘L3-4、L4-5纤维软骨进行拉伸应力松弛、蠕变实验。得出了椎间盘L3-4、L4-5纤维软骨的归一化应力松弛函数、蠕变函数G(t)、J(t)表达式。以冯元桢教授的软组织大变形准线性理论，构建了L3-4、L4-5椎间盘纤维软骨的松弛函数K(λ，t)=G(t)T^(e)(λ)的表达式，对实验结果进行分析讨论。     

人体关节软骨应力松弛研究

人体关节软骨应力松弛研究初日德，程永春，马洪顺，麻文焱（吉林工业大学材料力学教研室，长春）李振宇（白求恩医科大学第三临床医院，长春）ＴＨＥＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＳＴＵＤＹＯＦＴＨＥＳＴＲＥＳＳＲＥＬＡＸＡＴＩＯＮＯＦＴＨＥＡＲＴＩＣＵＬＡＴＥＳＯＦ...     

人股骨头软骨生物力学性能实验研究

本文报道了对人股骨头软骨试样进行单向拉伸和蠕变力学性能实验结果。测定了关节软骨伸长比λ,拉格朗日应变γ,拉格朗日应力δ,以及基尔霍夫应力S。还测定了关节软骨应变和时间相关的不同效应。     

膝关节生理解剖环境对膝关节生物力学特性的影响

背景：了解膝关节的生物力学特点对理解人工膝关节假体的设计原理和手术操作原则是至关重要的。 目的：分析膝关节周围的力学环境及与膝关节生物力学的关系,进一步探索膝关节的稳定性及损伤机制。 方法：应用计算机检索CNKI和PubMed数据库中1998-01/2011-08关于膝关节生物力学方面的文章,在标题和摘要中以“膝关节,韧带,半月板,关节软骨,生物力学”或“knee joints,ligament,meniscus,cartilage,biomechanical”为检索词进行检索。选择文章内容与膝关节生物力学有关者,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到163篇文献,根据纳入标准选择关于膝关节损伤生物力学特性方面的25篇文献进行综述。 结果与结论：膝关节的稳定除了依赖膝关节骨以外,还以依赖前后交叉韧带的制约、内外副韧带的平衡、以及伸膝装置与股四头肌及腘绳肌的力量均衡,尤其是内外侧副韧带的平衡和稳定作用。说明膝关节的解剖环境决定了膝关节在负荷、运动及稳定等生物力学特性上的复杂性,因此,了解膝关节生理结构和解剖特点有利于掌握膝关节的生物力学特点,因此此方面的研究对膝关节疼痛、损伤及组织工程研究至关重要。     

膝关节软骨下立柱式自体骨移植后软骨的变化

目的 通过观察兔膝关节软骨下立柱式自体骨移植的软骨的变化,探讨移植后关节软骨塌陷及软骨退变的原因。方法 ４２只大耳白兔为实验对象,随机分为Ａ、Ｂ两组。分别建立保留不同厚度的关节软骨下大块骨缺损的动物模型,采用立柱式自体额骨移植。分别于术后第１、１２周处死１０只、３２只动物,切取标本。应用光镜、透射电镜,对实验动物的软骨进行形态学观察。结果 Ａ组平均残留软骨下骨的厚度为１．４２ｍｍ,１周时软骨下骨未     

自体骨软骨移植修复兔膝关节软骨的早期生物力学评价

Biomechanical properties of the repaired tissue of rabbit knee articular cartilage by autologous osteochondral transplantation     

膝关节关节软骨的三维构建

目的:构建膝关节关节软骨的三维模型,为开展膝关节数字医学研究进行模型构建的探索。方法:人体成年新鲜膝关节标本1例,行CT、MRI扫描,利用三维重建软件Mimics及逆向工程软件Geomagic对图像进行三维重建及图像配准,构建膝关节骨、关节软骨结构。结果:利用Mimics 10.01软件构建关节软骨的三维模型,并形成骨-关节软骨复合模型,导入Geomagic软件中与CT构建的骨三维模型相配准,再次导入CT影像中进行逐层微修饰,验证关节软骨分割效果。最终建立具有骨、关节软骨的三维膝关节模型。结论:三维图像重建技术与图像配准技术可将CT、MRI图像两者结合起来,发挥其各自优势,构建出形态较好的膝关节三维模型。     

骨性关节炎对膝关节软骨力学性质影响的实验研究

目的 研究正常国人新鲜尸体膝关节软骨和骨性关节炎膝关节软骨的生物力学性质,为临床提供生物力学参数。方法 取正常和病变的膝关节软骨在ShimadzuAUTOGRAPH电子万能试验机上进行一维拉伸实验。结果 得出了关节软骨最大载荷、伸长比、应力、应变等数据;用最小二乘法处理应力鄄应变数据,得出了其应力鄄应变关系表达式,拟合出了应力鄄应变曲线。结论 病变组各项力学性质指标均明显低于正常组。     

骨性关节炎对膝关节软骨粘弹性影响实验研究

研究了正常国人新鲜尸体膝关节软骨和骨性关节炎膝关节软骨的粘弹性力学性质.对正常和病态膝关节软骨进行一维拉伸应力松弛、蠕变实验,得出了应力松弛、蠕变实验数据和曲线,以回归分析的方法处理应力松弛、蠕变实验数据,得出了归一化应力松弛函数、归一化蠕变函数表达式.以冯元桢教授的准线性理论得出了正常组和病态组膝关节软骨松弛函数表达式,并对实验结果进行了分析讨论.     

肋软骨生物力学性能研究

目的 测定两性不同年龄段肋软骨力学性能，为临床上预测整形后的效果，选取最佳的手术时机提供理论依据。方法 取5-25岁之间行耳廓再造术后的剩余肋软骨，将其按年龄、性别共分为六组，对不同组肋软骨的拉伸强度、应力-应变、蠕变和应力松弛力学性能进行测试，并对结果进行统计学分析处理。结果 儿童组肋软骨的各项生物力学性能均明显优于青年组和成人组，而三组中青年组力学性能为最差。结论 利用肋软骨进行耳廓再造整形手术时，应优先考虑在儿童期进行手术。     

股骨颈骨折后髋关节软骨退变的生物力学研究

在动物模型上研究股骨颈骨折后髋关节软骨退变在发生、发展、转归过程中软骨厚度和生物力学特性改变及其与伤后时间的关系。用新西兰白兔60只作股骨颈基底截骨制作骨折动物模型，于术后2、4、6、8、12、16周采用压凹法测定关节软骨厚度和生物力学特性。免股骨颈骨折后关节软骨持续增厚，6周达高峰，随后软骨迅速磨损、变薄；骨折后4周起软骨退变失代偿，弹性和机械强度进行性大幅度下降，退变至骨关节炎。股骨颈骨折后保守治疗形成局部低应力环境，关节软骨缺乏动态载荷，基质胶原网络迅速降解所引起的生物力学特性降低是导致并维持软骨退变不断前进的动力。     

膝关节前交叉韧带断裂单髁置换生物力学特性的有限元分析

目的基于人体膝关节CT和MRI图像建立前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)断裂和正常膝关节三维实体模型,采用有限元方法研究ACL断裂膝关节在不同屈膝角度对植入假体生物力学性能的影响。方法结合临床单髁置换手术方案植入第3代牛津单髁(OxfordⅢ)假体,其中胫骨假体后倾7°,建立膝关节屈曲0°、30°、60°、90°和120°单髁置换的三维有限元模型,在股骨中心点上施加1 k N压缩载荷,分析5种屈膝角度下股骨假体、半月板衬垫、胫骨假体的应力分布情况。结果膝关节ACL断裂组与正常组在5种屈膝状态下,半月板衬垫的最大主应力在ACL断裂组与正常组之间最大相差幅度为62. 5%,在0°、30°、60°和120°屈膝状态下ACL断裂组最大应力均大于正常组;股骨假体在ACL断裂30°时的最大应力明显增加,其余4种屈膝状态下应力的最大增幅为60. 81%;胫骨假体在5种屈膝状态下ACL断裂组最大应力比正常组分别增加了19. 07%、36. 78%、25. 69%、-4. 38%、51. 19%。当ACL断裂后,除屈膝90°外半月板衬垫和胫骨假体上的均布应力均大于正常组,在屈膝30°和120°时对半月板衬垫的磨损较大。结论单髁置换假体的应力分布随膝关节屈曲角度和ACL功能的变化而存在差异,ACL断裂组应力整体趋势大于ACL正常组,且应力集中于内侧区域,在屈膝120°时应力最大,磨损最为明显。研究结果为临床膝关节ACL断裂单髁假体置换的手术方案和半月板假体的优化设计提供理论依据。     

人眼角膜黏弹性实验研究

对正常国人6具新鲜尸体8个眼角膜标本进行单向拉伸实验和拉伸应力松弛、蠕变实验。得出了人眼角膜拉伸最大载荷、伸长比、张应力、应变、拟弹性模量。还得出了人眼角膜的应力松弛、蠕变数据和曲线。对应力松弛、蠕变实验数据进行归一化处理,得出了归一化应力松弛函数、蠕变函数及曲线。对应力松弛、蠕变实验数据进行回归分析,得出了回归系数。对人眼角膜应力、应变数据以多项式,用最小二乘法进行拟合,得出了其应力应变关系公式及曲线,建立了人眼角膜的松弛函数k(λ,t)=G(t)T(e)λ的表达式,得出了一些重要结论。     

不同降解周期下Ⅱ型胶原-丝素蛋白复合软骨支架的应力松弛行为

目的 利用有限元分析与理论模型相结合的方法,研究软骨支架在不同降解周期下的应力松弛行为。方法 基于已建立的降解本构模型计算不同降解周期下支架弹性模量;建立软骨支架有限元模型,并进行应力松弛仿真,分析支架松弛应力随时间的变化。建立应力松弛本构模型,对支架力学性能进行预测。结果 软骨支架降解14、28、42、56 d时,弹性模量分别为32.35、31.12、29.91、28.74 kPa。软骨支架各层的应力分布表现为上层受力最大;支架整体松弛应力随着时间增加先快速下降,然后趋于平稳;降解56 d时,支架能承受的应力仍在软骨的生理载荷范围内。应力松弛本构模型预测结果与有限元模拟结果吻合较好。结论 随降解时间的增加,支架弹性模量逐渐减小。降解时间越长,支架能承受的应力越小。相同降解时间下,施加的压缩应变越大,支架受力越大。有限元仿真和应力松弛本构模型可以有效预测支架降解时的应力变化。     

基于MRI的成人正常膝关节软骨形态学测量

目的：了解正常膝关节软骨分布及股骨髁承重区的软骨厚度特点,为膝关节病变早期诊断和动态观察提供依据。方法：选取100名成人志愿者,男、女各50名,年龄20—30岁,平均25．3岁,膝关节均行MRI扫描。应用MIMICS软件对图像进行处理,在矢状位窗面上测量膝关节各部位软骨最大厚度。选择膝关节正常运动时的承重区,测量承重区域软骨的最大厚度并与其他区域进行比较。基于MRI图像行膝关节软骨三维重建,观察膝关节软骨的三维形态特征。结果：膝关节各部位的最大软骨厚度如下。胫骨外侧平台3．19mm,胫骨内侧平台3．07mm,股骨外侧髁2．93mm,股骨内侧髁3．19mm,股骨滑车软骨3．57mm,髌软骨3．75mm。不同性别与左右侧之间的软骨厚度差异无统计学意义（P〉0．05）。胫股关节承重区软骨厚度大于其他区域,有统计学差异（P〈0．05）。结论：成人正常膝关节各区域软骨厚度不同,胫股关节承重区软骨厚度大于非承重区域。基于MRI可以准确地测量膝关节各部软骨的厚度及重建膝关节软骨的三维形态。     

冷冻保存异体骨膜移植治疗髋关节骨性关节炎

目的：报道采用冷冻保存胚胎颅骨骨膜移植修复髋关节软骨大面积缺损的治疗结果。方法：自1990年5月—1994年4月，对42例(47侧)髋关节软骨全厚缺损采用冷冻保存胚胎颅骨骨膜移植进行修复，其中14例股骨头骨质重度坏死者，同时施行带旋髂深血管髂骨植骨。对34例(38侧)髋关节进行了2～6年(平均40个月)随访。结果：按照吴之康髋关节人工置换术后疗效评定标准．术前平均得分6．4分，术后平均得分15.8分，优良25例，很好5例，好3例，尚可1例。结论：与自体移植物修复关节软骨大面积缺损相比，本方法无附加损伤，具有移植材料来源充分，取材量大．形态与股骨头相似等特点，是治疗髋关节软骨大面积缺损的一种有效方法。