松质骨骨折不同位置螺钉固定效果的生物力学研究

目的：分析松质骨骨折不同位置的固定效果。方法：成人防腐固定的股骨、胫骨标本各１５侧,测股骨髁部、胫骨踝部密度。摹拟股骨外侧髁和胫骨内踝骨折,于骨折面中心Ｏ点、Ｏ点正上方Ａ点下方Ｂ点旋入金属拉力螺钉,应用生物力学方法,测试螺钉最大轴向拔出力。结果：股骨髁部骨密度平均为０．３０ｇ／ｃｍ＾２;踝部骨密度为０．４７ｇ／ｃｍ＾２。股骨外侧踝骨折面Ａ、Ｏ、Ｂ点螺钉的最大轴向拔出力分别为４０４．９Ｎ、２３３．８     

大鼠颈椎骨折错位致脊髓损伤模型的继发性损伤研究

目的　建立大鼠颈椎骨折错位致脊髓继发性损伤模型。 方法　20只成年SD大鼠,随机分为实验组(n=11)和对照组(n=6),3只处死取颈椎测量C4/5水平椎管和椎体矢状径。实验组利用颈椎骨折错位脊髓损伤装置在C4/5之间快速（200 mm/s）错位1.65 mm,造成颈椎骨折错位和颈脊髓损伤,采用自制器械固定颈椎。对照组除未行错位外与实验组相同。术后进行行为学（前肢运动和梳理试验）评价8周,和病理学检查。 结果 实验组行为学评分各个观察时间点均较对照组低。脊髓HE染色切片见实验组脊髓萎缩,灰质破坏,空洞,对照组未见明显异常。实验组损伤中心残留面积（2.79±0.98）mm2,明显小于对照组（6.36±0.08）mm2（P=0.034）。 结论　成功建立了大鼠颈椎骨折错位脊髓继发性损伤模型,大鼠C4/5骨折错位1.65 mm导致明显的脊髓组织损伤和运动功能障碍。     

膝关节的粘弹特性

对6例人体膝关节标本进行研究以了解其两种不同的粘弹特性:蠕变和应力松弛现象。 首先,施加恒定的瞬时载荷于有或无半月板的膝关节,整个测试过程膝关节保持完全伸直。结果发现,在压缩载荷作用下,蠕变逐渐增加,但无论有否半月板,两者之间无显著差异。测试5分钟的蠕变与通过Maxwell体VoiRt体模型推导出的值完全一致。 其次,在上述测试基础上,保持瞬时蠕变10分钟。虽然膝关节的蠕变保持恒定,但由于软骨的应力松弛现象,股骨髁与胫骨平台之间的力随时间推移而下降,力下降的程度取决于施加的载荷和持续时间。在2牛顿和100牛顿时,力的下降分别为46％和58％。这些值显著大于蠕变测试,结果的估计值。同时,在施加载荷后和实验结束时以压力传感器测定胫股间接触压力。接触压下降区与区之间各不相同,特别是无半月板的膝关节,结果表明,无论有无半月板,膝关节均有良好的蠕变顺应性,而且,应力松弛的局部差异很大。     

寰枢椎后路柔性固定的生物力学研究

目的分析细棒、PEEK棒固定对寰枢关节稳定性的影响。方法采用6具新鲜成人枕骨(occipital bone,Oc)~颈椎C4节段进行测试,模拟以下手术及固定状态:①完整状态;②损伤状态:枢椎齿状突II型骨折;③坚强固定:寰枢椎均采用普通椎弓根螺钉固定,直径3.5 mm钛棒连接;④PEEK棒:直径3.5 mm的PEEK棒连接;⑤细棒:直径2.0 mm钛棒连接。采用重复测量实验设计,在完整、损伤和不同的固定状态下,通过脊柱试验机对标本分别施加1.5 N·m的前屈/后伸、左/右侧弯和左/右轴向旋转的纯力偶矩。采用Optotrak三维运动测量系统连续采集标本运动,分析寰枢椎之间角度运动范围和中性区。结果采用直径3.5 mm的钛棒,2.0 mm的细棒以及3.5 mm的PEEK棒固定后,在前屈、后伸、侧弯和旋转方向上均显著减小了固定节段的运动范围(P<0.05)。直径3.5 mm和2.0 mm的棒固定后的运动范围,在各个方向上无显著性差异。PEEK棒固定的运动范围仅在侧弯方向上大于坚强固定(P=0.005),其他方向无显著性差异。3种固定方式在屈伸、侧弯和旋转方向上均显著减小了固定节段的中性区(P<0.05)。各种固定方式之间相比较,无显著性差异(P>0.05)。结论在寰枢关节采用直径2.0 mm的细棒固定,与坚强固定的稳定性相当。采用直径3.5 mm的PEEK棒固定,在前屈、后伸、旋转方向上与坚强固定的稳定性相当,在侧弯方向上弱于坚强固定。     

皮质骨圈在椎弓根钉固定系统中支撑作用的生物力学评价

目的：了解脊椎椎弓根钉固定系统在人体皮质骨圈（allograft fusion cage,AFC)植入椎间隙前后对脊柱稳定性的影响。方法：在8具新鲜成年猪离体腰椎标上，以L2－3，L3－R，L4－5节段为实验对象，测试各节段在正常状态下（正常组）、椎间盘切除并Steffee钢板固定（内固定组）、椎间盘切除AFC植入Steffee钢板固定（AFC组）等三种种状态下的轴向压缩刚度。结果：（1）内固定组节段轴向压缩刚度为正常组的14．0％；（2）AFC组节段的轴向压缩刚度明显增加，达到了正常椎间的轴向压缩刚度；（3）在相同轴向压缩载荷作用下，AFC给椎弓根钉受力移位较内固定组明显减小。结论：脊椎椎弓根钉固定系统在AFC椎间植入后，对脊椎稳定性较无AFC植入显著增强，其受力移位明显减小，即可显著减少临床断钉。钢板折弯的机会。     

臀肌重建术的解剖学和生物力学优化分析

在六侧新鲜儿童标本上,对臀肌重建术进行了应用解剖学和生物力学优化分析,比较了骶棘肌、腰大肌、背阔肌和腹外斜肌重建臀肌的效果,得到了移位肌的最优移置部位和移位后重建臀肌功能的估算。结果表明骶棘肌重建臀肌的效果最好,以下依次是腰大肌、背阔肌和胸外斜肌。     

新型活性修饰聚乳酸组织工程骨的体外成骨研究

[目的]探讨氨等离子体改性、酰胺键接枝甘氨酸-精氰酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸(GRGDS)短肽的活性修饰方法对消旋聚乳酸(PDLLA)组织工程骨体外成骨能力的影响.[方法]制备圆片状直径8 mm、厚1 mm的PDLLA三维多孔支架,分为三组:表面氨基化PDLLA(aminated PDLLA,A/PDLLA,A组),接枝肽A/PDLLA(peptides conjugated A/PDLLA,PA/PDLLA,PA组),以未经处理的PDLLA(P组)作为对照组.实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)检测符组材料上骨髓间允质干细胞(BMSCs)、骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ)、碱性磷酸酶(ALP)、骨形态发生蛋白-2(Bmp-2)和骨桥蚩白(OPN)mRNA的表达变化并进行ALP活性测定和钙黄绿素矿化荧光染色.[结果]qPCR结果示:第3 d,PA组各基因表达倍数均较P组高;除OCN外的各基因表达也均较A组高.第7 d,A组OCN(13.13±1.28)、Col-Ⅰ(23.71±6.51)和OPN(27.4±7.17)mRNA表达倍数为最高,PA组次之.第14 d,多数基因表达上调,A组和PA组表达倍数较对照组明显增高.PA组OCN(49.21±7.03)、ALP(24.26±3.41)和BMP-2(11.82±2.38)mRNA的表达较A组高,差异有统计学意义(P＜0.05).ALP活性检测结果示:A组和PA组ALP活性持续升高,P组活性第21 d较第14 d时略有下降.第7 d,A组和PA组之间ALP活性比较无统计学意义(P＞0.05),但均高于P组(P＜0.01);第14 d和第21 d,三组间ALP活性两两比较均有统计学意义,ALP活性PA组＞A组＞P组.钙黄绿素矿化荧光染色观察示,骨支架上钙盐沉积与ALP的活性变化趋势相平行.[结论]氨等离子体改性能够促进聚乳酸组织工程骨支架上BMSCs早期向成骨细胞分化,改性后接枝GRGDS肽的新型活性修饰PDLLA具有更好的促BMSCs体外成骨能力.     

下颈椎后路固定方法的力学比较

目的：评价不同于颈椎后路内固定器的生物力学性能。方法：应用５具新鲜尸体颈椎标本（Ｃ２￣Ｃ７）建立脱位模型后,依次用棘突钢丝、侧块螺钉、自制螺钉、椎弓根螺钉固定,用材料试验机测算其垂直压缩刚度,前后水平剪切刚度和左右水平剪切刚度。结果：棘突钢丝的垂直压缩刚度和前后剪切刚度虽较完整颈椎增大,但无显著性差异（Ｐ〉０．０５）,而左右剪切刚度尚较完整颈椎减小（Ｐ〈０．０５）。侧块螺钉、自制螺钉和椎弓根螺钉的     

尸体植入新型人工腰椎间盘腰椎节段生物力学测试

目的:评价植入新型人工腰椎间盘的腰椎节段的稳定性和压缩力学性能。方法:将人工腰椎间盘植入6具新鲜青壮年尸体标本的L4-5椎间隙,进行三维运动范围和压缩刚度测试,并与植入前和髓核切除后进行比较。结果:新型人工腰椎间盘植入后,腰椎节段的三维运动范围为前屈146°,后伸66°,左侧弯79°,右侧弯89°,左轴向旋转85°,右轴向旋转87°。其压缩刚度比髓核切除后高(P<005)。结论:新型人工腰椎间盘植入后既保证了腰椎节段的三维运动功能,又起到了稳定脊柱的功能。