天鹅型记忆加压接骨器记忆生物力学实验研究

目的 通过对天鹅型记忆加压接骨器(swan—like memorycompres-sion．connector，SMC)进行力学测定，分析相关记忆生物力学意义。方法 分别选取成人尸体湿肱骨，制作骨折模型，包绕压敏胶片后以SMC固定，测定加压支和环抱支固定骨折时的应力值。结果 环抱支与肱骨接触部位的应力范围是2．42～22．68N，而SMC加压支在骨折断面产生的应力较大区的压应力为13．6MPa左右。结论 SMC的环抱支应力有利于固定骨折两断端，加压支在骨折断面形成的应力场有利于骨折的愈合。     

天鹅型记忆加压接骨器记忆生物力学特性检测

背景:通过记忆生物力学计算和实验测定,分析肱骨骨折和近关节部位天鹅型记忆接骨器的记忆生物力学特性。目的:通过对天鹅型记忆加压接骨器进行力学测定,分析相关记忆生物力学意义。设计:理论计算和实验测定,互为补充,互为验证。单位:解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院。材料:实验于2001-01/2003-05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成。选择死于颅脑损伤的成年男性肱骨20根。方法:分别选取成人尸体湿肱骨,制作骨折模型,包绕压敏胶片后以天鹅型记忆接骨器固定,测定加压支和环抱支固定骨折时的应力值。主要观察指标:①环抱支的压力测量结果。②加压支的测量结果。结果:天鹅型记忆接骨器环抱支与肱骨接触部位的应力范围是2.42～22.68N,而加压支在骨折断面产生的应力较大,应力为13.6MPa左右。结论:天鹅型记忆接骨器的环抱支应力有利于固定骨折两断端,加压支在骨折断面形成的应力场有利于骨折的愈合。     

天鹅型记忆加压接骨器记忆生物力学特性检测

背景：通过记忆生物力学计算和实验测定，分析肱骨骨折和近关节部位天鹅型记忆接骨器的记忆生物力学特性。目的：通过对天鹅型记忆加压接骨器进行力学测定，分析相关记忆生物力学意义。设计：理论计算和实验测定，互为补充，互为验证。单位：解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院。材料：实验于2001-01／2003—05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成。选择死于颅脑损伤的成年男性肱骨20根。方法：分别选取成人尸体湿肱骨，制作骨折模型，包绕压敏胶片后以天鹅型记忆接骨器固定，测定加压支和环抱支固定骨折时的应力值。主要观察指标：①环抱支的压力测量结果。②加压支的测量结果。结果：天鹅型记忆接骨器环抱支与肱骨接触部位的应力范围是2．42～22．68N，而加压支在骨折断面产生的应力较大，应力为13．6MPa左右。结论：天鹅型记忆接骨器的环抱支应力有利于固定骨折两断端，加压支在骨折断面形成的应力场有利于骨折的愈合。     

肱骨三维有限元分析及其记忆生物力学意义

目的:分析肱骨不同载荷加载下应力分布,探讨其相关的记忆生物力学意义。方法:选择湿肱骨标本行CT成像,大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨三维模型以及天鹅记忆加压接骨器(shapememoryconector,SMC)固定模型,同时进行相应力学分析。结果:当纵向加压的压力P=300N时,Z方向的正应力为-4.0～-4.5MPa,断面区域的压应力为0～0.2MPa。结论:SMC固定肱骨后三维有限元的分析,可以为肱骨骨折后内固定的力学研究提供新思路。     

肱骨三维有限元分析及其记忆生物力学意义

目的：分析肱骨不同载荷加载下应力分布，探讨其相关的记忆生物力学意义。方法：选择湿肱骨标本行CT成像，大型有限元分析软件ANSYS5．6建立肱骨三维模型以及天鹅记忆加压接骨器(shape memory conector,SMC)固定模型。同时进行相应力学分析。结果：当纵向加压的压力P=300N时，Z方向的正应力为-4．0～-4．5MPa，断面区域的压应力为0～0．2MPa。结论：SMC固定肱骨后三维有限元的分析，可以为肱骨骨折后内固定的力学研究提供新思路。     

天鹅记忆加压接骨器治疗肱骨骨折加载应力的选择

目的:分析天鹅记忆加压接骨器(swan-likememoryconnector,SMC)固定肱骨时不同应力加载的选择,为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据。方法:选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像,采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨、SMC以及SMC固定肱骨的三维模型。结果:所构建SMC固定肱骨三维模型,逼真反映真实解剖形态及生物力学行为,同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况。结论:SMC固定肱骨三维有限元模型的构建,可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

天鹅记忆加压接骨器治疗肱骨骨折加载应力的选择

目的：分析天鹅记忆加压接骨器(swan-likememory connector，SMC)固定肱骨时不同应力加载的选择，为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据。方法：选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像，采用大型有限元分析软件ANSYS5．6建立肱骨、SMC以及SMC固定肱骨的三维模型。结果：所构建SMC固定肱骨三维模型，逼真反映真实解剖形态及生物力学行为，同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况。结论：SMC固定肱骨三维有限元模型的构建，可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。     

桡骨远端解剖型记忆聚合器治疗桡骨远端骨折三维有限元分析

目的:探讨桡骨远端解剖型记忆聚合器(anatomicdistalradiusNitinolmemoryconnector,DRMC)治疗桡骨远端骨折的记忆生物力学特性。方法:采用三维建模及有限元方法,分析计算DRMC固定桡骨远端骨折时在骨折断面及周围所产生的应力并构建记忆应力场。结果:桡骨远端DRMC持骨支产生轴向持骨力为14.66MPa,持骨支最大主应力值为40～70MPa,最小主应力值为3～7MPa,而加压支应力值相对较大,为20～40MPa。结论:DRMC在骨折线周围的应力分布合理,轴向持骨力有利于早期骨折稳定,加压支纵向加压及记忆效应的存在,可将被固定的废用段转化为生长段,促进骨折愈合。     

桡骨远端解剖型记忆聚合器治疗桡骨远端骨折三维有限元分析

目的：探讨桡骨远端解剖型记忆聚合器(anatomic distal radius Nitinol memory connector，DRMC)治疗桡骨远端骨折的记忆生物力学特性。方法：采用三维建模及有限元方法，分析计算DRMC固定桡骨远端骨折时在骨折断面及周围所产生的应力并构建记忆应力场。结果：桡骨远端DRMC持骨支产生轴向持骨力为14．66MPa，持骨支最大主应力值为40～70MPa，最小主应力值为3～7MPa，而加压支应力值相对较大，为20～40MPa。结论：DRMC在骨折线周围的应力分布合理，轴向持骨力有利于早期骨折稳定，加压支纵向加压及记忆效应的存在，可将被固定的废用段转化为生长段，促进骨折愈合。     

桡骨远端解剖型记忆聚合器的记忆生物力学研究

目的研究桡骨远端解剖型记忆聚合器(anatomicdistalradiusNi-tinolmemoryconnector,DRMC)的记忆生物力学特性,为临床治疗提供记忆生物力学基础。方法20根湿桡骨尸体标本分别制作桡骨远端骨折模型,以DRMC及普通钢板(commonplate,CP)固定,采用生物力学测试及电测方法进行测试。结果DRMC环抱支产生的最大轴向环抱力为:12.82MPa,DRMC组与CP组相比,虽然屈服载荷相近,但是应变值明显小于CP组;CP组的屈服扭矩高于DRMC组(P<0.05),前者为(1.8±1.3)N·m后者为(1.4±1.1)N·m,两者之比为11.3,比较接近。结论DRMC固定桡骨远端骨折的记忆生物力学特性是:轴向环抱持骨有利于稳定,纵向加压及记忆效应的存在,可显著降低应力遮挡率,有利于促进骨折的愈合。     

天鹅记忆接骨器的动态记忆持骨力值

背景：天鹅记忆接骨器在临床使用中取得了良好的疗效,并出现了＂无骨痂、无应力遮挡＂新的骨愈合现象。目的：电测分析天鹅记忆接骨器的临床作用。方法：通过贴片、标定,得到天鹅记忆接骨器的载荷-应变曲线,然后根据天鹅记忆接骨器固定新鲜人体肱骨的应变值,计算天鹅记忆接骨器的动态记忆持骨力值。结果与结论：天鹅记忆接骨器的鹅颈加压部、鹅体接骨板部、鹅翼持骨部三部相互协调,记忆持骨,其动态记忆持骨的生物学力值为110.35N。提示天鹅记忆接骨器产生的动态记忆持骨力保证了早日去除外固定,早期功能锻炼,促进患肢康复。     

天鹅型记忆接骨器三维模型的构建及其生物力学意义

目的介绍天鹅型记忆接骨器(swan-likememorycompressionconnector,SMC)三维模型的构建并进行三维有限元计算及分析,探讨相关的记忆生物力学意义。方法采用大型有限元分析软件ANSYS5.6,通过拆分SMC,分别将5部分建模后,生成体积从而建立SMC三维模型。结果所构建SMC三维模型,逼真反映SMC的真实形态及生物力学行为,同时与肱骨模型有较高的帖服。结论SMC三维有限元模型的构建,可以为SMC治疗肱骨骨折骨不连的力学行为以及SMC相关力学基础研究提供精确模型。     

不同内固定下肱骨干骨折愈合的前瞻性影像学研究

目的从影像学角度对天鹅记忆接骨器(SMC)、动力加压钢板(DCP),交锁髓内钉(LIN)治疗肱骨干骨折的疗效进行前瞻性对比研究。方法肱骨干骨折患者125例分别接受上述3种内固定治疗,定期进行X线检查,观察骨折愈合情况,取出内固定后进行CT扫描。结果DCP组骨痂出现较晚、量较少,骨折线消失最晚,骨折区域灰度密度积分及CT值较低;LIN组骨痂出现最早、量较多,骨折线消失较晚,骨折区灰度密度积分较高,骨折区域CT值较低;SMC组基本无骨痂出现,骨折线消失最早,并由板状骨直接替代,骨折区域灰度密度积分及CT值较高。结论与DCP和LIN相比,SMC具有力学性能和几何构型上的优势,在促进骨折愈合的速度、方式及质量上有明显的优越性。     

记忆生物力学作用下骨折愈合过程血管形成的特点

目的对比镍钛记忆合金接骨器(swan-likememory-compressionconnector,SMC)与髓内钉(intrameduallarynail,IN)固定下骨折愈合过程的血管形成,探讨记忆生物力学作用下骨折愈合血管形成的特点。方法30只家犬两侧股骨中段横型截骨,左侧以SMC、右侧以IN固定,术后2、4、8周行X线摄片、光镜、电镜观察。结果SMC组骨折部位血管长入时间明显提前,血管数量较丰富,发育程度优于IN组,8周时SMC组即可见完整血管内壁,内皮细胞发育成熟。结论记忆生物力学作用下,骨折端血管长入的时间较早,数量较为丰富,保证骨折愈合所需营养成分的供给,有利于促进骨折愈合。     

天鹅记忆接骨器对实验性骨折愈合过程中局部胰岛素样生长因子Ⅰ含量的影响

背景:天鹅记忆接骨器能对长骨干形成三维立体固定,保证骨折端稳定,并在骨折端间产生持续动态的压应力.胰岛素样生长因子Ⅰ对于骨生长代谢、细胞分化和有丝分裂都有调节作用,在骨折愈合过程中能促进细胞增生,刺激骨和软骨形成.目的:定量检测大鹅记忆接骨器与传统固定方式动力加压接骨板内固定下骨折局部胰岛素样生长因子Ⅰ的表达变化.设计、时间及地点:对照观察动物实验,于2007-01/05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室完成.材料:天鹅记忆接骨器为含镍50%-53%的镍钛合金板材,形状恢复温度为(33±2)℃,由兰州西脉生物医疗器械公司定制.方法:选用成年新西兰白兔30只,随机选择兔一侧肱骨,截骨后用天鹅记忆接骨器固定;对侧肱骨同法截骨后,在相应位置用动力加压接骨板固定.内固定后第2,3,4,6,8,12周分别处死5只动物,以骨折线两侧0.5 cm范围内为取材区,标本按内固定物分为天鹅记忆接骨器组和动力加压接骨板组.主要观察指标:天鹅记忆接骨器、动力加压接骨板内固定后2,3,4,6,8,12周兔骨折局部胰岛素样生长因子Ⅰ含量.结果:天鹅记忆接骨器组骨折局部胰岛素样生长因子I含量在内固定后2周逐渐增高,6周时达到顶峰,8-12周逐渐下降.动力加压接骨板组骨折局部胰岛素样生长因子Ⅰ含量在内固定后2周逐渐增高,8周时达到顶峰,12周下降.内固定后2,8,12周,两组骨折局部胰岛素样生长因子Ⅰ含量差异无显著性意义(P＞0.05):内固定后3,4,6周,天鹅记忆接骨器组骨折局部胰岛素样生长因子Ⅰ含量明显高于动力加压接骨板组(P＜0.05),4周时差异最大.结论:与传统固定方式动力加压接骨板相比,天鹅记忆接骨器独特的持续动态加压应力和三维立体固定能明显促进骨折局部胰岛素样生长因子Ⅰ的分泌,促进骨折愈合.     

应用三维有限元分析肱骨骨折后应力加载方向与加载力值

背景肱骨骨折治疗中经常遇到的主要问题在于应力加载的方向与应力加载的力值.目的探讨三维建模及有限元分析肱骨骨折治疗中轴向加载的力学理论依据.设计构建肱骨骨折的三维有限元模型,进行不同方位的加载.单位一所军医大学附属医院骨科和一所大学生命科学与生物工程学院.材料实验于2002-04/2004-04在上海长海医院和上海同济大学生命科学实验室完成,选择肱骨标本行CT成像.方法以肱骨横截面CT图像为基础,建立肱骨模型,利用ANSYS5.6软件进行计算,选取三维十结点四面体单元,共划分2 729个结点、49 041个单元,分析骨折断面与轴线成30.,45.,90.及X,Y,Z三方向固定时肱骨轴向受压的应力分布及大小.主要观察指标对比不同方向肱骨骨折加载后的数值,寻求临床治疗的参考.结果肱骨断面与非断面处应力差异较大,断面处应力较集中,且以断面为中心呈非严格对称分布,应力较大区域分布在距骨折部位10 mm左右,是其他应力区的两三倍.结论肱骨骨折治疗中应视不同情况估算所需载荷大小,选择合适内固定植入物以适应其功能活动的应力要求.     

天鹅记忆接骨器对骨折愈合中皮质骨胶原构筑的影响

目的 探讨天鹅记忆接骨器（SMC）对实验性骨折愈合中皮质骨胶原构筑的影响。方法 20只新西兰大白兔双侧肱骨干截骨后,随机选取一侧用SMC固定,对侧用4孔动力加压接骨板（DCP）固定,分别在术后2、4、8、16、32周时各处死4只动物取材,扫描电镜观察固定段皮质骨胶原构筑的变化。结果 SMC组在整个固定过程中,皮质骨结构与正常对照组相比无明显变化。而DCP组术后4周,胶原排列出现稀疏,局部有小吸收陷窝形成;术后8周,胶原排列紊乱,且有多个吸收腔形成;术后16周,DCP组胶原纤维出现中断;术后32周,DCP组骨质松化更加明显。结论SMC具有材料特性和几何构型上的优势,不仅对骨干不产生应力遮挡效应,而且对骨血供损伤也非常轻,故能有效防止骨质疏松的发生。