单节段与双节段椎弓根螺钉固定胸腰椎单椎体骨折的生物力学比较

目的:比较单节段与双节段椎弓根螺钉固定术固定胸腰椎单椎体骨折的生物力学效果。方法:在16具新鲜小牛胸腰椎标本(T11-L3)的L1椎体上制作不完全爆裂骨折模型,分为两组,分别行单节段与双节段椎弓根螺钉固定,对固定后的标本施加扭矩为4Nm的疲劳载荷共2000次,加载频率为0.5Hz,经脊柱三维运动测量系统测量正常、损伤、固定和周期性加载后固定节段前屈/后伸、左/右侧弯和左/右旋转运动时固定节段的运动范围。结果:单节段固定组前屈、后伸、侧屈、旋转稳定指数(SPI)分别为0.78、0.80、0.92、0.83,双节段固定组SPI分别为0.88、0.89、0.95、0.85,在前屈方向单节段固定组明显小于双节段固定组(P<0.01);疲劳后,单节段固定组SPI在前屈、后伸、侧屈、旋转方向分别降低0.05、0.03、0.05、0.11,降低值均大于双节段固定组,且在旋转和侧屈方向有显著性差异(旋转:P<0.01;侧屈:P<0.05)。结论:两种术式均可重建脊柱骨折即刻稳定性,效果无明显差异。在旋转、侧屈方向,双节段椎弓根螺钉固定术抗疲劳载荷效果优于单节段固定术。     

梗阻性脑积水侧脑室及室周脑组织生物力学响应的有限元分析

目的运用有限元方法对梗阻性脑积水进行计算机模拟,研究分析侧脑室及室周脑组织的生物力学响应及其所产生的病理生理影响。方法依据正常国人颅脑MRI轴位T2加权图像获取解剖信息,在有限元软件ANSYS中生成包含侧脑室前、后角和体部的半侧脑层面的二维有限元模型。模拟脑组织为固、液两相物质组成的线性多孔弹性材料,设定生物力学特性参数及边界条件和初始条件,施加载荷,运用有限元软件ABAQUS进行计算求解,以云图形式输出结果。结果有限元模型动态模拟了梗阻性脑积水侧脑室各部的扩张过程,直观显示出各个时间步室周脑组织内的应力类型及分布、各部的应变和位移。结论膨胀性应力集中引起角部脑水肿;梗阻性脑积水早期侧脑室角部形态变化最明显;体部附近脑组织结构容易受压移位。这些生物力学响应是室内压增高的结果,也与侧脑室的解剖形态密切相关。     

Biology and Biomechanics in Osteosynthesis of Proximal Humerus Fractures

Abstract Surgical treatment of proximal humeral fractures still remains a challenge. This is primarily due to the fact that sufficient implant fixation in humeral head fractures is often not achieved due to substantial bone tissue loss with increasing age. In the last few years the locking plates and locking nails have been introduced into clinical practice with varying results. The biomechanical studies have focused on locking plate osteosynthesis as well. The following paper focuses on bone quality, biomechanical studies and biology of proper osteosynthesis and reviews the most recent literature.     

尺骨假关节成形术尺桡骨的生物力学变化

目的了解尺骨假关节成形术对尺桡骨应力的影响。方法用新鲜尸体上肢标本 9只 ,于尺桡骨远端背侧骨表面粘贴应变片 ,在前臂中立位 ,旋前和旋后 40°位 ,应用动态加载方法研究其应力变化。结果尺骨假关节成形术后 ,尺骨切骨远端应力升高 (P <0 0 5 )。桡骨远端应力无变化 (P >0 0 5 )。术后桡骨承受的轴向压力显著升高。结论尺骨假关节成形术在改善前臂旋转功能和稳定腕关节的同时 ,可能对肱桡关节造成不利影响 ,临床上值得重视     

股骨颈骨折粗细双螺钉内固定生物力学研究

股骨颈骨折内固定方法繁多。本文采用一粗一细加压螺纹钉，采用先进电阻应变仪方法，对股骨颈的应力分布规律在中立、外展、内收不同位置上施加50kg荷载压力．通过电阻应变计测定一耗一细两钉所承受拉、压应力优于其它内固定形式。     

新型胫骨髓内钉的研制与生物力学研究

目的　研制新型胫骨串孔型髓内钉并对其进行生物力学研究。方法　用TAMZ合金制造远端锁孔由一个三个同样直径的串孔所替代的 9根新型胫骨髓内钉。将髓内钉安装在自行设计的夹具中 ,先将 3根新钉进行静态垂直压缩实验 ,根据静态实验结果 ,分别测试 6根新钉的动态疲劳强度。结果　新钉的静态压缩破坏载荷为 2 1 33N ,是人平均体重的 3倍多 ;通过 5 0万次压缩循环的条件疲劳强度为 1 2 0 0N ,约是人体重的 2倍。结论　新钉不仅能够方便临床使用 ,而且拥有较好的力学特性     

中下段颈椎的应力松弛特性及前、后路手术对其的影响

目的 研究中下段颈椎的应力松弛特性，并评估椎间盘切除植骨术与椎板切开术对其影响。方法 6例新鲜尸体完整颈椎及手术后颈椎，在模拟生理状态下进行屈曲及伸展位的应力松弛实验。结果 在恒应变条件下，绘制术前及不同术式后的中下段颈椎的应力松弛函数及曲线；术后的中下段颈椎的应力和初始化应力比值G(t)比术前明显增大，前路椎间盘切除植骨术后的G(t)值比椎板切开术大，两者均有统计学意义。结论 在恒应变条件下，颈椎具有快速应力松弛敏感性，屈曲位比伸展位大。椎板成形术及颈椎前路椎间盘切除植骨术都使颈椎的应力松弛能力减弱，前路椎间盘切除植骨术的影响更大。     

空心钉和骨圆针固定治疗股骨转子间骨折的力学随机对照试验

目的:通过与4枚斯氏针固定比较,利用生物力学方法评价多枚空心钉固定股骨转子骨折的适应证和可靠性。方法:使用Sawbone股骨模型,模拟EvansⅢA型骨折,分别用2种多枚空心钉方法(矩外空心钉和矩内空心钉法)及多枚骨圆针固定,在CSS-11101力学实验机上进行载荷试验,取300 N载荷下股骨头垂直位移和张口位移数值,比较3种方法的轴向刚度。通过扭转实验比较3种固定方法的抗扭转能力。结果:3种固定方法在轴向刚度方面差异有统计学意义(P<0.05),而抗扭转能力方面差异无统计学意义(P>0.05)。结论:矩外空心钉固定力学性能相似于4枚骨圆针,而矩内空心钉固定弱于4枚骨圆针。应用多枚空心钉固定应选择稳定型股骨转子间骨折。     

松质骨螺钉骨水泥强化的生物力学和组织学研究

目的通过动物实验观察不同骨水泥强化松质骨螺钉的生物力学和组织学变化动态,为骨质疏松骨折患者内固定提供理论基础。方法在10只杂种犬胫骨近端制作松质骨螺钉植入的动物模型,分别采用碳酸化羟基磷灰石水泥(CHC)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)强化,分别于术后5d、4、8、12和16周处死动物,观察螺钉拔出的生物力学和组织学变化。结果CHC强化的螺钉拔出力随手术后时间的延长而逐渐升高,16周时达到(512.5 14.5)N,而PMMA强化组螺钉拔出力则随手术后时间的延长而逐渐降低。CHC-骨界面结合紧密,并且随时间延长出现CHC降解和骨长入,而PMMA-骨界面形成一层纤维组织。结论CHC强化能够提高松质骨螺钉植入体内的稳定性,并且随植入时间延长而逐渐升高。     

Surgical Biomechanics of the Patellofemoral Joint

This review presents objective data, as far as possible, about the current understanding of the biomechanics of the patellofemoral joint as it pertains to the management of patellofemoral problems. When faced with a patellofemoral malfunction, it is important to check all the soft-tissue and articular geometry factors relating to the patella locally and not to neglect the overall lower limb alignment and function. It is important to remember that small alterations in alignment can result in significant alterations in patellofemoral joint stresses and that changes in the mechanics of the patellofemoral joint can also result in changes in the tibiofemoral compartments. Surgical intervention for patellofemoral problems needs to be planned carefully and take into account an individual’s anatomy.