膝关节生物力学模型研究进展

膝关节属屈戍关节,活动复杂.膝关节活动中最主要的自主控制部分是屈伸运动[1].除屈伸运动,还有滚动、滑动、侧方移动和轴位旋转等复杂的多自由度运动模式.股胫关节运动包括四个轴方向的运动,还有髌股关节之间的运动.膝关节的稳定性依赖于膝关节的骨性结构、半月板、关节囊及附属韧带结构,这些结构的共同作用使膝关节能够保持静态和动态的稳定.了解膝关节的生物力学性质和行为,有助于理解膝关节各类损伤的转归及关节退行性改变的病理学,对设计各类膝关节伤病后的康复方案、膝关节矫形手术及安置膝关节假体具有重要的意义.膝关节的模型分为物理模型和数学模型,数学模型又分为现象模型和解剖模型.     

类风湿足前足重建的研究进展

类风湿关节炎是一种全身系统性疾病,发生率为0．5％～1％,女性高于男性。在任何年龄组中都有可能发病,四、五十岁为好发年龄,发病率无地域和种族差异。约有20％的类风湿关节炎患者自足踝部起病,有超过半数的患者出现足踝功能受限,并且自起病后的十年内几乎所有患者都会出现足畸形。     

胸腰段骨折后路手术三维可视化术前计划及其临床应用

目的 探讨胸腰段骨折后路手术术前计划的三维可视化及其在临床中的应用.方法 2011年3～6月利用Mimics软件对10例胸腰段骨折患者术前的螺旋CT扫描数据进行三维重建,评估骨折程度,测量钉道参数,确定螺钉置入点并预估骨缺损大小.导入螺钉模型,模拟螺钉置入过程并观察螺钉位置.术中根据术前计划选取并置入合适的螺钉.术后行CT扫描观察骨折椎体复位及椎弓根螺钉置人情况.结果 所有患者术后获11 ～14个月(平均12个月)随访.术中共置入48枚螺钉,术后CT示除2个螺钉紧贴椎弓根外侧皮质外,其余螺钉均完全位于椎弓根内部.术前骨缺损平均为(2.63±0.69)cm3,术中实际填充平均为(2.57 ±0.65) cm3,差异无统计学意义(t=1.012,P=0.343),填充率达97.8％.术后(89.45％±9.77％)和末次随访时(88.03％ ±9.37％)骨折椎体中央高度比值明显高于术前(68.25％±14;76％),差异均有统计学意义(P＜0.05);末次随访时骨折椎体中央高度比值较术后略降低,差异无统计学意义(P =0.874).4例不全瘫患者三维均有ASIA分级1级以上的脊髓神经功能改善,均无术后脊髓神经功能障碍加重.结论 术前计划的可视化有助于充分了解骨折情况,个性化设计手术方案可以提高胸腰椎骨折后路手术的临床效果.     

三维有限元模型评价股骨正常站立位的生物力学特性

背景：目前建立股骨有限元模型的方法较多,但重建所得的模型普遍存在精确性较差和效率较低的问题。目的：寻求一种快速、精确建立股骨三维有限元模型的方法,并对股骨在正常站立位下的生物力学特性进行分析以指导临床工作。设计、时间及地点：三维有限元建模,于2008-06在天津医科大学总医院骨科生物力学实验室完成实验。对象：天津医科大学总医院志愿者1名,男性,30岁,应用X射线排除股骨病变及损伤等情况。方法：在Mimics中重建符合Dicom 3.0标准的CT图像数据生成空间模型,并结合应用有限元软件ANSYS生成最终的三维有限元模型。主要观察指标：沿髋关节合力方向对模型施加350N载荷,观察股骨的Vonmises应力分布。结果：应用Mimics建立了更为精确的三维有限元模型,同时缩短了建模时间。在350N载荷作用下股骨的最大位移发生在股骨头,股骨干和股骨颈各有一个应力集中区域。结论：应用Mimics建模快速、精确。髋关节载荷传导主要通过股骨颈内侧的压力骨小梁区传递至股骨干的中下1/3交界处,提示此区域容易发生疲劳性损伤。     

后外侧腰椎融合应用成骨蛋白1与同种自体骨的Meta分析

背景：如何提高腰椎融合术后腰椎融合率、降低并发症是骨科的一个重要课题。目的：通过检索和分析国内外相关文献,评价成骨蛋白1和同种自体骨在后外侧腰椎融合术中的有效性和安全性。方法：计算机检索Pubmed和Embase等数据库并结合手工检索,按照既定的纳入和排除标准查找有关成骨蛋白1和同种自体骨应用于后外侧腰椎融合术方面的相关文献。比较两种不同材料在未融合率、手术时间、出血量、住院天数等方面的差异,对部分数据通过Meta分析方法进行处理,估计结局指标的比值比（OR）及95%可信区间（CI）。结果与结论：纳入4篇文献,共4项随机对照试验,109例患者,使用成骨蛋白1融合的61例,使用同种自体骨融合的48例。研究结果提示使用成骨蛋白1未融合率[OR=1.16,95%CI（0.44,3.07）]、手术时间、术中出血量、平均住院天数、再手术率、Oswestry功能障碍指数与使用同种自体骨比较,差异无显著性意义（P〉0.05）,且纳入的研究均无内植物相关性不良事件的发生。说明成骨蛋白1作为一种安全的骨材料在后外侧腰椎融合术中可能是一种有效的融合物替代品,其主要优势在于避免了髂骨取骨相关并发症的发生,同时满足了融合术对骨量的要求。由于纳入研究较少,需要进一步多中心、大样本的随机对照试验去验证。     

两种测量方法对Taylor外固定支架骨折复位精度的影响

[目的]比较标准测量法和椭圆拟合测量法对Taylor外固定支架骨折复位精度的影响,以对胫腓骨骨折移位畸形进行精确矫正。[方法]将28根胫骨模型随机制造断裂以模仿胫骨骨折,利用基于Stewart平台的外固定支架(新中Taylor外固定器)对骨折模型进行固定,用同一固定相机拍摄全长标准正侧位照片以模拟X线片并导入软件(Trauma CAD,Coreldraw和word结合游标卡尺),分别采取标准测量法(标准法组)和椭圆拟合测量法(椭圆拟合法组)对模型的骨折移位参数进行测量并依次输入配套软件,根据电脑软件出具的电子处方,调节Taylor外固定支架上6根带刻度的螺杆进行复位,最后再次拍摄胫骨全长标准正侧位照片评估残留畸形程度。[结果]利用Trauma CAD,Corel Draw和Word三种软件对骨折模型进行标准测量结果差异均无统计学意义(P0.05)。全部骨折模型对位对线良好,均达到功能复位标准。两组残留畸形相比,差异具有明显统计学意义(P0.05)。同时,标准法组正侧位片位移、角度改善度分别为:89.97%、84.44%;91.18%、86.84%。椭圆拟合法组正侧位片中位移、角度改善度分别为:95.77%、88.66%;94.05%、90.04%。椭圆拟合法组复位效果优于标准法组。[结论]椭圆拟合测量法能精确定义Taylor外固定支架系统所需各项参数,对骨折畸形进行精确矫正,有利于骨折愈合及患肢功能恢复。     

机械负荷对关节软骨代谢与软骨下骨代谢的影响

膝骨关节炎是一种退行性关节疾病,主要病理特征是关节软骨进行性退变、滑膜增生及软骨下骨的结构性改变。关节内软骨及软骨下骨应力集中或关节内应力卸载,均是膝骨关节炎发生、发展的重要危险因素。过高或过低的机械负荷均可影响关节的软骨代谢,导致关节软骨损伤、软骨下骨硬化,加速膝骨关节炎的发生与发展。为进一步了解机械负荷对关节软骨代谢与软骨下骨代谢的影响,本文对相关研究进展进行了综述,为膝骨关节炎的防治探索新的思路。     

大鼠激素性坏死股骨头Runx2、Osterix表达的变化

目的：研究大鼠激素性坏死股骨头内Runx2、Osterix基因表达和蛋白合成动态变化,探讨与骨合成代谢的关系。方法：用臀肌注射糖皮质激素和强迫负荷运动的方法制作股骨头坏死大鼠模型,HE染色确定模型诱导成功,提取大鼠股骨头内总RNA及总蛋白,行实时荧光定量PCR及Western blot检测,研究激素性股骨头坏死时股骨头内Runx2、Osterix基因表达、蛋白合成的动态变化。结果：造模8、10、12周时,模型组大鼠股骨头内Runx2和Osterix基因表达、蛋白合成较正常组减少,两者mRNA的表达量分别为正常组的0.9621、0.3259、0.0512和0.9661、0.2026、0.0194倍,且随时间推移两者的基因表达、蛋白合成呈下降趋势。结论：激素性股骨头坏死早期,股骨头内Runx2、Osterix mRNA表达和蛋白合成降低,抑制骨形成。     

后部结构对腰椎前屈／后伸稳定性的影响

目的：探讨小尾寒羊L5／6后部结构分级切除对腰椎前屈／后伸稳定性的影响。方法：利用改良的定位移生物力学测试方法,对L5／L6后部结构依次分级切除：Ⅰ正常→Ⅱ全椎板减压→Ⅲ左侧关节突切除1／2→Ⅳ左侧关节突全部切除→Ⅴ右侧关节突切除1／2→Ⅵ右侧关节突全部切除,Instron8874试验机依次测试标本前屈／后伸椎间运动的变化。结果：全椎板减压和左侧关节突的全部切除对于前屈／后伸的稳定性影响不大（P〉0．05）;当再切除右侧关节突1／2时,稳定性影响明显（P〈0.05）。结论：在保证手术视野的情况下,腰椎后路手术力求做到微创,尽量保留后部结构的完整性。     

骨微结构检测方法研究进展

骨小梁是骨中最重要的结构,它由许多胶原按照一定的方式排列,并在表面覆盖大量的矿物质而成,是一种由杆状和板状骨小梁组成的连续三维网状结构。骨小梁并非无序排列,而是根据主要受力状态沿主应力方向得到排列,形成最优的受力结果,用最少的材料承受最大的外部载荷（即以最少的面积承担力的最大强度）。人们发现除骨密度外,骨质量（骨微结构、骨有机基质、矿物成分、微小损伤及修复状态）也会影响骨强度。对绝大多数人而言,骨组织的组成材料基本一致,因此,骨微结构成为评价骨质量的重要指标。目前,其检测方法已成为研究热点。本文就应用有创和相对无创方法进行骨微结构检测的最新研究成果作一综述。