构建关节软骨的滚压加载装置

背景：通常使用的加载装置或反应器有灌流式生物反应器、液压系统、直接动态压缩装置、剪切系统、拉伸装置或其中部分的组合。以上每一种载荷单独作用都没有实现软骨功能化培养,但即使是这几种的组合也不足以表征软骨的力学状态,构建的软骨功能与天然软骨仍有较大差距。 目的：首次提出和研制了一种用于关节软骨构建的滚压加载装置,并在滚压加载条件下分析软骨的受力状态。 方法：该装置包括滚动控制系统和压缩调节机构。滚动控制系统通过步进电机、丝杠控制辊子滚动速度,由齿轮和齿条啮合形成辊子纯滚动,辊子能够以均匀速度滚过培养物。压缩调节机构通过楔形滑块的相对滑动可以保证工作面平行升降,从而可以对培养物产生均匀、可调的压缩量。 结果与结论：该装置对培养物提供了滚压的力学条件,使培养物处于动态压缩变形和剪切变形的复合加载过程。在滚压的力学条件下,有限元分析表明培养物受到复杂力学状态。培养物浅表层受到交替出现的压力、拉应力;中层在滚动方向平面内应力与表面有一定夹角,角度由-45°~+45°呈周期变化;深层处应力都为压应力,与3个坐标轴方向接近。该装置的加载运动方式与关节的运动方式一致,滚压加载可能有利于功能化关节软骨结构、功能的构建。     

B超引导经皮胆囊穿刺置管引流治疗老年急性化脓性胆囊炎

目的 探讨B超引导经皮胆囊穿刺置管引流(PGCD)治疗老年急性化脓性胆囊炎的临床应用价值.方法 对2002年3月～2005年12月接受PGCD治疗的37例老年急性化脓性胆囊炎患者的临床资料进行回顾性分析.结果 全组患者穿刺置管成功率达100%,2例术后36 h内导管脱落给予重新置管,无一例发生出血、胆漏等并发症,症状及体征于术后24～48 h明显改善,平均引流14 d,20例择期行胆囊切除术.结论 PGCD治疗老年急性化脓性胆囊炎具有效果显著、安全、微创等优点,具有重要的临床应用价值.     

细胞基底应变加载装置的研制

针对研究力学作用下细胞生物学响应的需求,研制了一种细胞基底应变加载装置。该装置具有体积小、加载方便、频率可调、操作简单、控制精度高等优点,可广泛应用于间充质干细胞、成骨细胞、软骨细胞等组织工程中细胞力学方面的研究。     

缺损关节软骨在循环压缩载荷下棘轮行为的实验研究

目的研究缺损软骨在循环压缩载荷下的棘轮应变行为,探索缺损关节软骨的损伤演化规律。方法取新鲜的成年猪股骨远端关节软骨,对不同缺损深度软骨试样进行不同参数的三角波循环加载。结合非接触式数字图像技术,获得软骨不同层区的棘轮应变。结果随循环加载圈数的增加,软骨各层棘轮应变均表现为先急剧增大,然后缓慢增加并趋于平稳,由浅层到深层棘轮应变逐渐减小。各层区对循环圈数响应不同,浅层在50圈内应变增加较快,中层在100圈内应变增加较快,深层在75圈内应变增加较快。除了中层区域响应有滞后性,浅层、深层的棘轮应变与应力幅值、缺损深度呈正相关,与加载速率呈负相关。结论软骨的棘轮行为受软骨的特殊结构的影响,缺损使软骨各层区的应变增大,易造成损伤加剧。实验结果为组织工程软骨的构建提供参考依据。     

关节软骨缺损修复区应力状态分析

本文基于横观各向同性理论建立关节软骨固液耦合双相三维缺损及修复的有限元模型。本文通过研究邻近修复界面的宿主软骨的应力状态判别其变形类型,探讨致软骨修复界面开裂的原因。研究表明,表层缺损修复时,邻近修复界面的宿主软骨表面节点发生压缩变形;中间层、深层或全层缺损修复时,节点发生拉伸变形,此时软骨径向尺寸增加,修复界面易开裂。若采用全层缺损修复,组织工程化软骨(TEC)的弹性模量较低(0.1 MPa、0.3 MPa)时,邻近修复界面的宿主软骨表层和中间层主要发生拉伸变形;TEC的弹性模量较高(0.6 MPa、0.9 MPa)时,宿主软骨各层均发生压缩变形。因此,全层缺损修复时,可适当增大TEC的弹性模量。本文为评估软骨组织工程修复效果提供了新的思路,或对临床有一定的指导意义。     

胰腺实性假乳头状瘤八例诊疗体会

目的 探讨胰腺实性假乳头状瘤的诊断和治疗方法.方法 回顾性分析8例胰腺实性假乳头状瘤患者的临床资料.结果 8例均为女性,平均年龄(28.5±5.0)岁,3例无自觉症状.除1例糖类抗原19-9(CA19-9)轻度升高外,其余患者血清肿瘤标志物检查均正常.影像学检查均发现占位性病变,均行手术治疗.所有病例均经术后病理证实.术后随访5～65个月,无远期并发症,复查未见肿瘤复发和转移.结论 胰腺实性假乳头状瘤临床症状不典型,腹部超声检查可以作为此类疾病的筛查方法,增强CT扫描有助于肿瘤的定位和定性,手术完整切除是首选治疗方法.     

骨折愈合塑形的力学机理Ⅱ——骨自优化理论的应用

采用骨自优化理论与有限元相结合的方法 ,用计算机模拟骨折愈合塑形行为 ,从而定量地分析骨折愈合塑形的力学机理。结果表明 :骨折愈合塑形过程中 ,骨痂的不同类型和骨质疏松的不同层度皆可经过一定时间的塑形以适应受力环境而恢复到骨的正常状态 ;骨在力学环境下调整结构和密度来保持骨的最优结构 ;骨缺损的恢复在缺损处存在恢复到正常状态的密度临界值。本文证实了骨折愈合塑形过程是骨的结构形态对力学环境的最佳适应 ,从而定量的说明了力学环境是引起骨折愈合塑形的主要因素 ,该过程符合Wolff定律。     

壳聚糖组织工程支架材料的初步实验研究

骨性关节炎或外伤等造成软骨丢失而引起的关节疼痛是中老年残疾的重要原因。在软骨组织工程的研究及实际临床应用中,由于无法从供体上直接获得足够数量的软骨细胞,使得将骨髓间充质干细胞诱导分化软骨细胞成为解决组织工程细胞来源的一种新途径。壳聚糖是线性多糖,其结构中的N-乙酰基葡糖胺存在于细胞外基质中的糖胺聚糖如透明质酸中,因此壳聚糖的结构类似于糖胺聚糖,壳聚糖在体内可被溶菌酶水解,其酶切位点在N-乙酰基葡糖胺残基。实验最终目的是通过制备适合的支架材料,与骨髓间充质干细胞复合培养,通     

低强度脉冲超声对骨陷窝-骨小管系统的微观影响研究

目的：研究低强度脉冲超声（low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS）对骨陷窝-骨小管系统（lacunar-canalicular system,LCS）的微观影响。方法：选取骨组织中的3个连续的骨细胞,采用SolidWorks软件建立LCS模型,再将LCS模型导入有限元分析软件COMSOL中。在LCS模型顶部进行LIPUS照射,分析不同条件下LCS模型的声场和热场分布。结果：超声照射LCS模型后,距离超声入射面越远,声场声压越小,且模型内部的声压分布具有左右对称性;LCS模型内部的声场声压会随着激励声压的增强而增大;越接近超声聚焦区域,温度等值线越密集。结论：该研究揭示了微观角度下LCS内声场和热场的分布规律,为LIPUS实验和治疗提供了理论参考。     

膝关节单髁置换界面应力失效分析

目的 分析骨水泥型胫骨假体平台界面应力,确定界面应力损伤区域,为临床单髁置换胫骨平台的应力失效问题提供参考。方法 通过人体动力学软件模拟完整周期的步态,获得膝关节的承力条件;利用医学影像及三维重建软件建立完整的膝关节模型并进行单髁置换;通过有限元法分析单髁置换后胫骨假体平台界面应力的分布规律。结果 步态下膝关节的力和角度随时间呈周期性变化,1.3 s为1个周期,膝关节合力峰值为760 N;界面最大剪切应力为11.82 MPa、最大拉应力6.849 MPa,均发生在假体-骨水泥界面的内侧前端拐角处;对于界面的最大应力,钛合金假体低于不锈钢假体。结论 假体的弹性模量减小可以降低界面最大主应力,从界面应力考虑,钛合金假体优于不锈钢假体;胫骨假体平台界面损伤区域主要在内侧前、后端拐角和外侧中端处,故提高该区域假体-骨水泥结合能力能防止单髁膝关节胫骨假体平台松动。研究结果对临床中单髁术后胫骨假体平台松动预防具有实际意义。