解剖型桡骨远端记忆聚合器的力学稳定性

目的:探讨解剖型桡骨远端记忆聚合器(anatomic distal radius Ni-tinol memory connector,ADRMC)的力学稳定性。方法:20根尸体湿桡骨标本分别制作成远端横断型骨折模型,以ADRMC或普通钢板(CP)固定,采用万能材料试验机和静态电阻应变仪进行环抱支轴向环抱力的测试和三点弯曲、扭转实验。结果:ADRMC环抱支产生的最大轴向环抱力为12.82MPa;三点弯曲实验显示,ADRMC组和CP组板对侧加压分别为(3.92±1.22)和(5.26±2.37)N·m,板侧加压分别为(3.32±1.14)和(3.14±1.06)N·m,侧方加压分别为(4.27±2.13)和(3.96±1.34)N·m;当扭转角度大于2°时,CP组的屈服扭矩明显高于ADRMC组(P<0.05)。结论:ADRMC在提供牢靠固定的同时,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。     

骶髂关节面形态的测量及其生物力学意义

目的；用计算机辅助图象分析测量骶髂关节面的解剖形态。方法：取国性新鲜尸体骶髂关节标本，将增白剂涂于骶髂关节表面，分别将标准网点图用幻灯机投照于关节面和标准模板上，摄取其表面的网点图像并通过线路传输到计算机，得出骶髂关节面上任意一点的高度。结果：通过获得骶髂关节面上任意点的高度，发现骶髂关节两侧关节面呈一种类似齿轮样相互咬合与滑槽轨迹相结合的关节面形态。结论：计算机辅助图像分析的方法具有操作简单，测量迅速，全面，准确，结果显示形象，直观的特点，可瞬时获得测量范围内任意点的相对高度，在一定程度上优于传统的解剖测量方法。骶髂关节面的骶骨与髂骨侧的凹凸不平相互吻合，相互嵌入，呈以髂骨结节为圆心的类似圆弧形分布，形成有利于稳定的力学结构特点，提示骶髂关节沿此轴旋转运动。     

大鼠腹主动脉瘤残余应力分析

目的 用测量张开角的方法研究大鼠腹主动脉瘤模型的应力分布，研究腹主动脉瘤壁的顺应性和临床预测腹主动脉瘤的破裂风险。方法 用猪弹力蛋白酶灌注Wistar大鼠腹主动脉建立梭形肾下腹主动脉瘤模型，测量并对比腹主动脉瘤动脉环和正常腹主动脉环的蠕变速度，残余应力，对比腹主动脉瘤不同部位的残余应力，动脉环内径和瘤壁厚度。结果 梭形腹主动脉瘤模型建立的成功率90%，腹主动脉瘤动脉环蠕变速度较正常腹主动脉快，腹主动脉瘤入口和出口的残余应力值最大，内径和瘤壁厚度最小，结论 残余应力可以量化腹主动脉瘤瘤壁的顺应性，用测量残余应力的方法发现腹主动脉瘤的顺应性较正常主动脉小，腹主动脉瘤入口和出口附近应力最大，但保护作用最小，是可能破裂的部位。     

人体足主要骨-韧带结构三维有限元模型的建立及分析

目的:建立正常人体足主要骨-韧带结构的三维有限元模型,为足部生物力学研究提供数字平台。材料和方法:获取正常青壮年男性的左足螺旋CT扫描图像,应用逆向工程原理,通过处理序列螺旋CT图片建立足部骨结构的三维几何模型,并对其进行有限元网格划分。足部关节软骨、韧带、肌腱和足底软组织通过解剖和文献数据模拟。同时,对7具新鲜尸体标本足作生物力学测试,分析计算有限元模型及生物力学测试中足部骨骼的应力、位移变化情况。结果:建立了包括170426个节点、118342个单元的关节、骨、软骨、韧带和足底软组织在内的正常人体左足骨骼及韧带结构的三维有限元模型,较客观地反映了人体足的解剖结构和力学特性。与新鲜尸体标本的生物力学测试结果比较,位移变化有相同趋势。结论:运用逆向工程原理可有效构建人体足的三维几何模型,在此基础上基于解剖和离体标本实验结果构建其生物力学有限元模型,可用于足部生物力学变化规律的可视化分析。     

特发性脊柱侧凸椎体楔形变有限元模型分析

[目的]建立青少年特发性脊柱侧凸三维有限元模型,并在模型上进行初步应力统计分析,量化比较部分应力值.[方法]对1例特发性脊柱侧凸患者行薄层CT扫描,获得目的原始数据通过有限元软件建立特发性脊柱侧凸三维有限元模型,在该模型上直接进行相关测最,并选取若干应力点分析止常载倚下目的受力情况.[结果]侧凸段各椎体楔性变在顶椎区域最大,椎体各点应力分布也呈现顶椎区域集目的现象,楔变和应力大小均呈现向端椎逐渐减小目的趋势.[结论]脊柱侧凸三维有限元模型可以方便地进行脊柱侧凸各种条件下目的应力变化分析,为脊柱侧凸目的相关生物力学理论和临床研究提供了可能.     

弓齿形状记忆接骨器记忆生物力学计算和实验力学测定

背景：通过记忆生物力学计算和实验测定，分析骨盆骨折和近关节部位弓齿形状记忆合金接骨器的记忆生物力学特性。目的：探讨弓齿形状记忆接骨器应用中受力与位移之间的力学关系。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，所选用的材料为弓齿形状记忆接骨器。方法：采用莫尔原理计算弓齿形状记忆接骨器在骨折断面及周围所产生的应力并构建应力场；同时应用实验力学方法对弓齿形状记忆接骨器载荷形变进行测定。主要观察指标：观察理论计算与实验研究结果之间是否存在一致性。结果：生物力学计算求得弓齿形状记忆接骨器受力P和位移8之间的关系为：P=13．69b，实验测定发现弓齿形状记忆接骨器的受力与位移之间呈线性关系。结论：在弓齿形状记忆接骨器材料的弹性范围内，弓齿形状记忆接骨器的受力与位移之间呈线性关系，计算结果与测定结果一致。     

天鹅记忆加压接骨器对肱骨骨折加载应力的选择

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.目的分析天鹅记忆加压接骨器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.设计进行不同应力加载的条件下,构建肱骨骨折的三维有限元模型.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.选取湿成年尸体肱骨标本和与之相对应型号的天鹅型记忆接骨器.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ANSYS 5.6建立肱骨、天鹅型记忆接骨器以及天鹅型记忆接骨器固定肱骨的三维模型.主要观察指标对比不同加载方式下肱骨的受力情况,寻求临床治疗的参考数值.结果所构建天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维模型,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.结论天鹅型记忆接骨器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.     

桡骨远端解剖型镍钛记忆合金接骨器治疗桡骨远端骨折的生物力学特性

目的寻求桡骨远端解剖型镍钛记忆合金接骨器(anatomicinferiorextremityofradiusNi-tinolmemoryconnector,AIER-NTMC)治疗桡骨远端骨折的生物力学特性。方法采用虚功原理及莫尔方法,计算AIER-NTMC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应力场。结果桡骨远端AIER-NTMC环抱支受力和环抱支端点处位移δ之间的关系:当接骨器产生8%的弹性变形时,由几何条件δ=4.17mm,P=24N,产生的压强为2.00～2.67MPa。结论AIER-NTMC在骨折线周围的应力分布合理,轴向持骨有利早期骨折端的固定,加压支纵向加压可明显降低骨折线吸收后的应力遮挡率。     

桡骨三维模型的建立及其生物力学意义

背景桡骨骨折常遗留严重的并发症如骨不连等,采用新的生物力学分析手段为肱骨骨折、骨不连的功能预后提供新思路.目的建立桡骨三维有限元模型,并探讨其相关的生物力学意义.设计以三维有限元模型分析桡骨生物力学特征.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.选择典型的成年男性湿桡骨标本1根,行CT成像得到桡骨每层横截面图像.方法采用大型有限元分析软件ANSYS 5.6建立桡骨三维模型,建模步骤为①对齐切片.②确定坐标原点.③提取轮廓.采用三维十结点四面体实体单元进行网格划分及计算.主要观察指标①构建的桡骨三维有限元模型的生物力学特性.②三维有限元分析及计算.结果所构建桡骨三维模型,共划分为76 089个结点、49111个单元,客观反映桡骨真实解剖形态及生物力学行为,同时与CT切片图相对比以判断其精确性.结论桡骨三维有限元模型的构建,可以为桡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.     

肱骨三维模型的构建及其生物力学意义

背景肱骨骨折治疗方法多样,但是也常常遗留严重的并发症如骨不连等,尝试采用新的生物力学分析手段,以期为肱骨骨折、骨不连的功能预后提供新思路.目的构建肱骨三维模型,并探讨其相关的生物力学意义.设计构建肱骨三维有限元模型.单位一所军医大学的附属医院骨科和一所大学生命科学与生物工程学院共同开展.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,选择典型的成年男性湿肱骨标本一根.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建立肱骨三维模型.主要观察指标①构建的肱骨三维有限元模型的生物力学特性.②与实际临床的区别以及主要的相同点.结果所构建肱骨三维模型,逼真反映肱骨真实解剖形态及生物力学行为,同时与CT切片图相对比以判断其精确性.结论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.