胫骨远端前外侧解剖型锁定钢板治疗不稳定性Pilon骨折的生物力学研究

目的探讨胫骨远端前外侧解剖型锁定钢板治疗不稳定性Pilon骨折的生物力学性能。方法将7具新鲜湿润的成人踝关节标本随机分为四组,1具标本作为正常对照组(N组);其余6具均造成胫骨远端不稳定性Pilon骨折,分成3组,每组2具标本,分别采用胫骨远端前外侧解剖型锁定钢板(A组)、三叶草钢板(B组)、重建钢板固定(C组),后两组为对照组,测试各组的远端轴向强度、刚度,扭转生物力学性能,胫距关节面接触特征。结果 A组在胫骨远端不稳定性Pilon骨折的远端轴向强度、刚度,扭转生物力学性能以及胫距关节面接触特征上接近N组(P0.05),优于B、C组(P0.05)。结论胫骨远端前外侧解剖型锁定钢板治疗不稳定性Pilon骨折不但具有优越的生物力学性能,而且操作简便、安全可靠,Pilon骨折固定的关节稳定性明显比其他内固定材料占有较大的优势,是较为理想的选择。     

椎弓根螺钉固定结合硫酸钙椎体成形术治疗胸腰椎压缩性骨折的生物力学研究

目的探讨椎弓根螺钉固定结合硫酸钙椎体成形术治疗胸腰椎压缩性骨折的生物力学性能。方法15具新鲜雄性小牛胸腰椎标本制成11～L1脊柱功能单位,随机分为正常完整标本组（A组）、后路经椎弓根螺钉内固定组（B组）、椎弓根螺钉内固定结合硫酸钙椎体成形术组（C组）。3组标本在万能材料试验机上测试其生物力学性能,试验数据进行统计学处理,并进行组间比较。结果C组的椎体和椎间盘平均应变比B组低14％和12％,比A组低21％和13％;C组位移分别比B、A组减少25％和37％。胸腰椎椎体和椎间盘的强度：C组比B组高14％和24％,比A组高13％和20％;C组胸腰椎刚度比B、A分别高44％和53％。胸腰椎最大抗扭强度：C组分别比B、A组高18％和30％,扭转刚度C组分别比B、A组高30％和46％。以上数据经统计学处理,差异均有统计学意义（P〈0．05）。结论椎弓根螺钉固定结合硫酸钙椎体成形术治疗胸腰椎压缩性骨折的生物力学性能是优越的,不但强度、刚度大,而且术后的胸腰椎体稳定,有利于减轻内植物的应力负荷,进而降低螺钉的松动、折断发生率及术后椎体高度的丢失。     

山羊腰椎内固定术中椎弓根螺钉植入深度对邻椎的影响

目的：观察脊柱内固定术中不同椎弓根螺钉植入深度对邻椎生物力学环境和退行性变的影响,探讨椎体内固定强度与邻椎病发生的关系。方法：雄性10月龄玻尔杂交山羊16只,体重为25～30 kg,随机分为对照组(N组)和3组内固定组,每组4只。内固定组建立L₄脊柱不稳定骨折病理模型,以椎弓根螺钉内固定脊柱L₃-L₅节段,按螺钉长度不同分为：长钉组(L组),内固定螺钉长度为25 mm; 中钉组(M组),螺钉长度为20 mm; 短钉组(S组),螺钉长度为15 mm,内固定后进行后路小关节融合;对照组不作任何处理。术后24周,制备对照组与内固定组L₃-S₁腰椎标本,测量上位未融合椎体(L₂)和椎间盘应变和应力,进行影像学、组织学观察,计算MRI指数。结果：与N组相比,L组标本L₂节段椎体、椎间盘的活动和应力均增加(P<0.05),MRI指数未见显着改变(P>0.05),髓核中出现多数退变细胞。M、S组标本上位邻椎受力和髓核退行性改变发生情况不显着(P>0.05).结论：在山羊腰椎内固定融合术中,局部坚强固定可能增加上位未融合节段的活动和承受的应力,促进椎间盘退行性变,导致邻椎病的发生。     

下颈椎经关节螺钉钢板固定的生物力学研究

目的:研究下颈椎单独经关节螺钉固定与经关节螺钉钢板固定的三维稳定性之间的差异。方法:12具新鲜人体颈椎标本,制成C4,5、C5,6节段三柱损伤模型。随机选取6具标本在C4,5、C5,6行单独经关节螺钉固定,另6具标本在C4,5、C5,6行经关节螺钉钢板固定。在非限制性和非破坏性的试验条件下测试它们在前屈、后伸、左右侧弯和轴向旋转运动状态的稳定性,分别测试标本损伤模型制作前完整标本组(A组)、单独经关节螺钉固定组(B组)和螺钉钢板组(C组)3组数据。结果:单独经关节螺钉固定组和经关节螺钉钢板固定组在各方向的运动范围(ROM)和中性区(NZ)的均数均小于完整标本组,差异有统计学意义(P0.05)。经关节螺钉钢板固定在前屈运动中的ROM和NZ与单独经关节螺钉固定比较,差异无统计学意义(P0.05);在后伸、左右侧弯和轴向旋转运动中,经关节螺钉钢板固定的稳定性优于单独经关节螺钉固定,差异有统计学意义(P0.05)。结论:下颈椎经关节螺钉钢板固定的稳定性优于单独经关节螺钉固定,在使用下颈椎经关节螺钉时,相对于单独螺钉固定,建议以螺钉钢板形式固定。     

后纵韧带生物力学测试评价胸腰段脊柱前路减压后的稳定性

背景：到目前为止,对于后纵韧带在胸腰段脊柱前路减压术式中所发挥的生物力学稳定作用的研究未见文献报道。 目的：通过生物力学测试,评价胸腰段脊柱后纵韧带在椎管前方减压自体髂骨植骨+Kaneda内固定过程中的作用。 方法：采用7具新鲜小牛胸腰段脊柱(T₁₁~L₃)标本,采用前后对照方法,按操作过程标记为：正常组→后纵韧带完整组(椎管前方减压植骨内固定,保留后纵韧带组)→后纵韧带切除组,应用实验应力方法测试各组的生物力学特性。模拟临床手术行L₁椎体切除椎管前方减压自体髂骨植骨+Kaneda内固定,在脊柱WE-10A万能材料实验机上进行非破坏性生物力学测试,并计算应变、刚度、轴向压缩强度、扭转强刚度等数据,通过F检验分析数据。 结果与结论：胸腰椎椎管前方减压植骨+Kaneda内固定,局部切除后纵韧带使胸腰椎的稳定性在旋转、轴压、前屈、后伸、侧弯各运动状态下降,其中以前屈时最为明显,差异具有显著性意义(P < 0.05)。提示在胸腰段脊柱椎管前方减压过程中,局部切除后纵韧带将使术后脊柱稳定性在前屈状态时下降,不利于提高脊柱的融合率。因此应尽可能保留正常的后纵韧带。     

兔肘关节尺侧副韧带急性损伤手术与非手术治疗后的生物力学比较

目的 比较兔急性肘关节尺侧副韧带损伤后手术修复与非手术治疗效果的差异.方法 选取新西兰兔81只,完全随机分为三组,27只暴露出右尺侧副韧带后,但不切断,作为正常对照组(A);27只为切断右肘尺侧副韧带后随即缝合韧带,称为韧带缝合组(B);27只切断尺侧副韧带后不缝合,称为韧带不缝合组(C).分别在术后3,6,12周三个阶段取材,进行生物力学检测.结果 术后12周,B组断裂时的位移为(6.06±0.48)mm,C组为(7.72±0,44)mm(P＜0.05),B组位移接近A组[(5.87±0.46)mm](P＞0.05);B组的最大载荷为(68.23±5.64)N,C组为(42.45±3.66)N(P＜0.05),B组接近A组[(72.86±2.99)N](P＞0.05);B组的轴向刚度为(11.33±1.52)N/mm,C组为(5.52±0.67)N/nan(P＜0.05),B组接近A组[(12.49±1.44)N/mm](P＞0.05);B组的功耗为(0.206±0.017)J,C组为(0.163±0.013)J(P＜0.05),B组接近A组[(0.213±0.010)J](P＞0.05).结论 肘关节尺侧副韧带急性损伤后手术治疗明显优于非手术治疗.     

人工肱骨头假体柄界面剪切应力的生物力学研究

目的测定人工肱骨头假体柄界面剪切应力的变化以评价手术的有效性。方法新鲜国人成年肩关节标本6具,根据Neer分型人为造成肱骨近端四部分骨折后,模仿临床行人工肱骨头置换术,假体柄以骨水泥填充固定。然后标本截断进行剪切实验(cutting-test),实验前预制1套夹具。标本截断前仔细测量具体的尺寸,并放置在特制的剪切试验装置中进行调整,用带有力传感器的试验机,在杆塞上加载,以测定它的界面剪切应力,直至推出为止。结果假体/骨水泥的界面最先推出来,抗剪切力最小,其界面剪切应力比骨/骨水泥界面低17%,属于易损界面。结论假体、骨、骨水泥界面之间材料弹性模量的差异导致假体/骨水泥界面较骨/骨水泥界面更易于破坏,是导致假体松动的主要原因。     

椎弓根导向仪的研制及其临床应用

目的：为安全探查椎弓根，研制椎弓根导向仪（ＰＥＡ），以利正确置放椎弓根螺钉。方法：依据低频电流作用下生物组织电阻抗存在显著差异的原理，研制了ＰＥＡ；对６具新鲜猪脊柱椎弓根作电阻抗测定；采用ＰＥＡ将椎弓根螺钉钉尖固定至椎体前缘皮质下，治疗２４例胸腰段脊柱不稳定骨折。结果：①猪软组织的阻抗值为８０５～８５４Ω，椎弓根松质骨７５９～２２８９Ω，椎弓根皮质骨１９８３～２７８９Ω。②２４例胸腰段脊柱骨折患者中有２１例接近解剖复位。结论：测量电阻抗探查椎弓根，有助于正确定向及深置椎弓根螺钉，ＰＥＡ在胸腰段脊柱骨折后路手术中有实用价值     

颈椎后凸畸形山羊动物模型:力学失衡及异常应力

背景:颈椎后凸畸形发生的同时其生物力学行为也发生变化,但关于颈椎后凸畸形动物模型的生物力学研究少见文献报道.目的:分析颈椎后凸畸形山羊动物模型的生物力学变化.方法:通过外加因素,模拟颈椎后凸畸形的形成病因,构建颈椎后凸畸形山羊的动物模型,并对颈椎后凸畸形山羊和正常山羊的新鲜颈椎标本作生物力学的对比研究,测量其三维运动范围和弯曲刚度.结果与结论:与正常山羊颈椎标本比较,颈椎后凸畸形山羊后凸范围在C2-5,颈椎后凸畸形山羊在C2/3～C4/5节段的三维运动范围明显减小,而在C5/6节段此差距明显缩小,在C6/7节段基本无差别,甚至会略大于正常山羊颈椎三维运动范围,在屈伸、左右侧屈、左右旋转运动中,旋转运动下降最多,旋转活动基本被限制;颈椎后凸畸形山羊在C2/3～C4/5节段的弯曲刚度明显增大,而在C5/6和C6/7节段两者较接近.反映了在施加实验因素后,羊的颈椎出现了生物力学的改变,羊颈椎在出现后凸畸形后变得僵硬了.结果提示后颈椎后凸畸形形成后,后凸节段颈椎的力学失衡和异常应力的存在造成颈椎关节的异常融合,导致了颈椎生物力学特征的改变.     

多爪钳夹式颈椎固定器的生物力学测试及临床应用

目的 提高颈椎内固定的效果。方法 自行设计一种新型的脊柱固定器（MCSF）。经临床治疗下颈椎损佃15例,并用10具新鲜尸体脊柱标本（C1－T1）进行力学测定,比较MCSF、关节突钢板及正常脊柱的生物力学特性。结果 在抗轴向压缩、弯曲及旋转应力方面,MCSF明显优于关节及正常脊柱。而应用显示术后颈椎的生理曲线和伤椎高度完全得到恢复,平均随访时间24．3个月,未见固定器松脱及畸形矫正度丢失现象。结论 MCSF符合生物力学原理,有良好的固定作用,手术操作安全简便,是颈椎后路理想的固定器之一,值得推广应用。