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国产新型腰椎棘突间撑开器体外生物力学测试及有限元分析 预览
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作者 王宝东 侯继春 +1 位作者 何人可 曹杨 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第12期1897-1904,共8页
背景:腰椎棘突间撑开器非融合系统为腰椎退行性疾病提供了一种新的治疗选择。但目前国内临床对于腰椎棘突间撑开系统的应用及研究严重不足,对于适用于国人的国产化腰椎棘突间撑开器更是鲜有报道。目的:通过人体腰椎三维有限元分析技术... 背景:腰椎棘突间撑开器非融合系统为腰椎退行性疾病提供了一种新的治疗选择。但目前国内临床对于腰椎棘突间撑开系统的应用及研究严重不足,对于适用于国人的国产化腰椎棘突间撑开器更是鲜有报道。目的:通过人体腰椎三维有限元分析技术和山羊腰椎体外生物力学实验分析国产新型棘突间撑开器生物力学特点,验证新型腰椎棘突间撑开器的科学性和有效性。方法:①国产新型腰椎棘突间撑开器有限元分析:通过正常成人腰椎CT资料建立L2-L5椎体三维模型,随后依次建立国产新型腰椎棘突间撑开器模型、国产新型腰椎棘突间撑开器腰椎非融合系统模型,赋予腰椎生理情况下的力学条件,对新型撑开器植入前后进行生物力学分析;②国产新型腰椎棘突间撑开器体外生物力学分析:获取24只成年雄性山羊腰椎(L1-L5),在L3-4棘突间植入国产新型腰椎棘突间撑开器,撑开器植入前后检测腰椎标本前屈、后伸、侧弯、旋转状态下的腰椎活动度与椎间盘压力。结果与结论:①在撑开器植入后,责任节段后伸时活动范围及椎间盘压力减小,相邻节段活动度和椎间盘压力几乎不受影响,从理论上验证了腰椎棘突间撑开器可以为腰椎退行性疾病的治疗提供了生物力学依据,为预防临椎病贡献了理论参考。②在后伸状态下,L3-4椎体植入撑开器后的椎体活动度明显小于植入前(P<0.05),L2-3、L4-5椎体植入撑开器后的椎体活动度与植入前比较差异无显著性意义(P>0.05);在前屈、侧弯、旋转状态下,L2-3、L3-4、L4-5椎体植入撑开器后的椎体活动度与植入前比较差异均无显著性意义(P>0.05)。在后伸状态下,L3-4椎体植入撑开器后的椎间盘压力明显小于植入前(P<0.05),L2-3、L4-5椎体植入撑开器后的椎间盘压力与植入前比较差异无显著性意义(P>0.05);在前屈、侧弯、旋转状态下,L2-3、L3-4、L4-5椎体植入撑 展开更多
关键词 腰椎棘突间撑开器 有限元分析 生物力学 邻近节段退变 腰椎退变疾病 腰椎 生物力学 内固定器 组织工程
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下背痛生物力学研究进展 预览
2
作者 赵梦园 《体育科技文献通报》 2020年第2期157-158,共2页
下背痛是常见的、给社会造成严重经济负担的肌肉骨骼疾病。从生物力学角度出发,浅析腰椎损伤常见原因,下背痛患者正常活动、妊娠下背痛、下背痛患者治疗中的生物力学。
关键词 下背痛 生物力学 腰椎
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化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞修复损伤坐骨神经的生物力学评价 预览
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作者 吴志峰 罗民 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第7期991-995,共5页
背景:以拉伸力学指标评估化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞治疗坐骨神经损伤的效果,目前鲜有报道。目的:评估化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植治疗坐骨神经损伤的效果。方法:将45只SD大鼠随机分为自体神经移植组、化... 背景:以拉伸力学指标评估化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞治疗坐骨神经损伤的效果,目前鲜有报道。目的:评估化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植治疗坐骨神经损伤的效果。方法:将45只SD大鼠随机分为自体神经移植组、化学去细胞异体神经移植组、化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组,每组15只,制备10 mm坐骨神经损伤模型,分别以自体神经、化学去细胞异体神经、化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞修复坐骨神经损伤,术后20周,进行坐骨神经电生理检测和坐骨神经单向拉伸实验。结果与结论:①化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组与自体神经移植组波幅值、运动传导速度值大于化学去细胞异体神经移植组(P<0.05);②化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植组与自体神经移植组拉伸弹性限度应变、弹性限度应力、最大应变、最大应力大于化学去细胞异体神经移植组(P<0.05);③结果表明,化学去细胞异体神经联合骨髓间充质干细胞移植对坐骨神经损伤具有明显的修复效果。 展开更多
关键词 坐骨神经损伤 去细胞异体神经 骨髓间充质干细胞 神经修复 生物力学
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不同材料赋值下股骨静力学有限元模型的力学仿真分析 预览
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作者 颜继英 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第9期1390-1394,共5页
背景:不同骨质的材料属性差异很大,因此在很多生物力学分析过程中为了简化模型,提高分析效率,很 多学者在进行生物力学仿真研究中对骨骼模型采用了不同的赋值方法,而材料属性分配将对生物力学分析 结果产生很大的影响。 目的:采用不同... 背景:不同骨质的材料属性差异很大,因此在很多生物力学分析过程中为了简化模型,提高分析效率,很 多学者在进行生物力学仿真研究中对骨骼模型采用了不同的赋值方法,而材料属性分配将对生物力学分析 结果产生很大的影响。 目的:采用不同的材料属性赋值方法建立3种股骨有限元模型并进行有限元仿真分析,探究不同材料赋值 方法对股骨有限元生物力学仿真分析的影响。 方法:采集志愿者股骨CT扫描数据,以DICOM格式文件导入Mimics医学影像处理软件重建股骨模型, 对模型分别赋予3种不同的材料属性,即均一材料赋值、皮-松质骨赋值和灰度赋值,并将模型导入有限元 分析软件Abaqus 6.14中,设置相同的载荷和边界条件进行应力及位移分析。 结果与结论:①3种股骨模型的应力输出结果相差不大,且均在合理范围内;②但是均一材料赋值股骨模 型与皮-松质骨赋值股骨模型的最大应力主要分布于股骨干部位,而灰度赋值股骨模型的最大应力分布在股 骨颈处,这也与现实状态下股骨骨折部位主要出现于股骨颈部位所吻合;③皮-松质骨赋值模型和灰度赋值 模型输出的位移值基本一致;而均一材料赋值的股骨模型位移值最小,并且与其他2种模型位移量相差40% 左右;④提示灰度赋值的方法能够较好地反映人体股骨的生物力学特性,从而可以更准确地模拟真实股骨 的生物力学特征,这也为骨科生物力学进行有限元仿真建模提供了重要理论依据。 展开更多
关键词 股骨模型 材料赋值 有限元仿真 应力 位移 数字骨科 生物力学
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新型胸锁关节钩状板的研发与生物力学测定 预览
5
作者 林旺 王盈盈 +4 位作者 林伟民 许胜贵 黄其龙 郭卫中 林成寿 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第9期1395-1399,共5页
背景:目前临床上治疗不稳定性胸锁关节脱位大多数都是将肩锁关节钩状钢板插入胸骨髓腔内或置于胸骨 后侧,因钢板不敷贴导致手术操作难度增加,降低了关节复位的疗效。 目的:课题组研发了新型的胸锁关节钩状板(专利号:ZL201520515237.3),... 背景:目前临床上治疗不稳定性胸锁关节脱位大多数都是将肩锁关节钩状钢板插入胸骨髓腔内或置于胸骨 后侧,因钢板不敷贴导致手术操作难度增加,降低了关节复位的疗效。 目的:课题组研发了新型的胸锁关节钩状板(专利号:ZL201520515237.3),从生物力学方面比较肩锁关节 钩状板和新型胸锁关节钩状板固定胸锁关节的生物力学性能差异。 方法:用长方形人工骨替代胸锁关节两端的胸骨和锁骨,共18对人工胸锁关节,随机分为2组:对照组(n==6) 将最短杆段3孔普通肩锁关节钩状板的钢板螺钉孔段固定于人工锁骨端,钩状端置于人工胸骨后侧,采用 MTS生物材料测试系统检测人工胸骨骨折时的载荷、位移变化;实验组(n=12)将最短杆段2孔新型胸锁关 节钩状板的钢板螺钉孔段固定于人工锁骨端,钩状端插入人工胸骨内,采用MTS生物材料测试系统检测人 工胸骨前侧皮质骨(n=6)、后侧皮质骨(n==6)骨折时的载荷、位移变化。 结果与结论:对照组最大破坏力值均数为(390±51)N,实验组前侧皮质骨的最大破坏力均数为(421±55)N, 实验组后侧皮质骨的最大破坏力值均数为(437±56)N, 3组数据两两比较差异均无显著性意义(P > 0.05)。 结果表明,新型胸锁关节钩状板内固定胸锁关节并未增加胸骨骨折的风险,是一种安全有效的内固定材料。 展开更多
关键词 内固定器 胸锁关节脱位 钩状钢板 生物力学 胸骨 骨折 研发 人工骨
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三维有限元方法构建足部健康骨骼与常见疾病模型及生物力学分析 预览
6
作者 何晓宇 王朝强 +5 位作者 周之平 张中宁 赖草生 阮康明 李雪丽 赵德伟 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第9期1410-1415,共6页
背景:在创伤骨科方面,三维有限元分析不仅仅作为骨折内固定治疗过程中生物力学评估和内固定器材设计、优化的常规手段,近年来也为创伤骨科基础与临床研究开拓新的方向。目的:对足部正常骨骼、扁平足、马蹄足、足部骨折病例进行三维建模... 背景:在创伤骨科方面,三维有限元分析不仅仅作为骨折内固定治疗过程中生物力学评估和内固定器材设计、优化的常规手段,近年来也为创伤骨科基础与临床研究开拓新的方向。目的:对足部正常骨骼、扁平足、马蹄足、足部骨折病例进行三维建模及生物力学分析。方法:选取健康受试者以及扁平足、马蹄足、足部骨折患者进行足部CT检查,根据检查数据利用计算机三维成像技术进行三维有限元建模及生物力学分析,根据分析结果得到足部健康骨骼、扁平足、马蹄足及足部骨折应力分布图以及应力值等数据,并对数据结果进行分析。该研究获得福建医科大学附属闽东医院伦理批准。结果与结论:建立足部正常骨骼、扁平足、马蹄足、足部骨折模型并进行生物力学分析,扁平足患者跖骨、附骨应力值较正常明显增加,马蹄内翻足的应力主要集中于踝关节周围,尤其是在距骨关节面。单纯跖骨骨折对于足附骨区域应力变化影响较小,Lisfranc损伤患者的足附骨区应力较正常足部增加较明显。该研究以足部三维有限元建模和生物力学分析将计算机技术与临床实际相结合,为人体足部生物力学研究提供参考,通过应力分析将多种足部情况的力学信息数值化,为足部的临床治疗提供了重要的力学依据。 展开更多
关键词 有限元建模 生物力学 足部 骨折 扁平足 马蹄足
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下肢应力性骨折相关风险因素及未来的研究方向 预览
7
作者 赵燕旭 张钊 +10 位作者 罗东 李芒来 汪靖 方杰 蒋雯 冯勇 彭江 许文静 王玉 汪爱媛 张民泽 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第9期1422-1429,共8页
背景:下肢应力性骨折在新兵和运动员中很常见,不同程度的影响着新兵、运动员的训练。目的:总结下肢应力性骨折发生发展的风险因素,提高人们对下肢应力性骨折的认识并为其预防提供思路。方法:第一作者应用计算机检索2009年1月至20伯年7月... 背景:下肢应力性骨折在新兵和运动员中很常见,不同程度的影响着新兵、运动员的训练。目的:总结下肢应力性骨折发生发展的风险因素,提高人们对下肢应力性骨折的认识并为其预防提供思路。方法:第一作者应用计算机检索2009年1月至20伯年7月PubMed数据库、万方及CNKI数据库的相关文章,英文检索词“stress fracture,fatigue fracture,overuse injury,risk factors,recruits”;中文检索词“应力性骨折,疲劳骨折,过度使用性损伤,风险因素,新兵”。共检索到786篇相关文献,76篇文献符合纳入标准。结果与结论:①性别和既往应力性骨折病史已被确定为应力性骨折的风险因素,未来的研究应该倾向于确定其他风险因素在应力性骨折发生发展中的具体作用;②此外,生物力学风险因素可能影响新兵下肢应力性骨折的发生;③因此可以通过改善新兵训练时下肢异常的生物力学参数,更好地预防下肢应力性骨折,以期通过适当管理降低应力性骨折的发生率。 展开更多
关键词 应力性骨折 新兵 运动员 军事训练 生物力学 足底压力 风险因素
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様骨远端骨折固定夹板外观、材质、固定带等研究的新进展 预览
8
作者 颜威 蒋涛 +2 位作者 吴昌桂 孔博 奚小冰 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第9期1430-1434,共5页
背景:随着人口老龄化,橈骨远端骨折发病率逐步上升,非手术的外固定夹板可减轻经济负担、精神负担以及防止手术创伤,因此研究橈骨远端骨折外固定夹板具有重要的临床价值与意义。目的:对橈骨远端骨折固定夹板的研究现状做一综述,为进一步... 背景:随着人口老龄化,橈骨远端骨折发病率逐步上升,非手术的外固定夹板可减轻经济负担、精神负担以及防止手术创伤,因此研究橈骨远端骨折外固定夹板具有重要的临床价值与意义。目的:对橈骨远端骨折固定夹板的研究现状做一综述,为进一步深入研究奠定基础。方法:由第一作者检索知网、万方、维普中文数据库以及PubMed、Embase.Web of Knowledge英文数据库2000至2019年收录的有关橈骨远端骨折固定夹板的文献,中文检索词为“橈骨远端骨折,外固定,夹板”,英文检索词为"distal radius fracture,external fixation,splint"。结果与结论:①传统小夹板的外形、材质以及固定带改良设计是目前夹板研究的热点方向,改良设计后的夹板在临床应用中展现了巨大的优势;②随着社会科技的进步,新材料、新技术的涌现以及生物力学研究的不断深入,融入时代科技元素的橈骨远端骨折固定夹板是未来小夹板的发展方向。 展开更多
关键词 橈骨远端骨折 外固定 夹板 改良设计 生物力学
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有限元模拟全内镜下精准椎板开窗减压术及生物力学分析 预览
9
作者 蒋强 丁宇 +2 位作者 刘金玉 曹世奇 卢正操 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第12期1891-1896,共6页
背景:目前内镜微创减压手术已应用于腰椎管狭窄症的治疗,但对镜下精准椎板开窗范围的研究较少。目的:利用退变腰椎有限元模型,评估分析全内镜下不同分区精准椎板开窗减压手术对腰椎活动度及应力分布的影响。方法:随机选取1名腰椎管狭窄... 背景:目前内镜微创减压手术已应用于腰椎管狭窄症的治疗,但对镜下精准椎板开窗范围的研究较少。目的:利用退变腰椎有限元模型,评估分析全内镜下不同分区精准椎板开窗减压手术对腰椎活动度及应力分布的影响。方法:随机选取1名腰椎管狭窄症患者,采集CT数据,使用相关生物力学软件建立腰椎L4-5节段有限元模型(M1),并进行有效性验证。继而有限元模拟内镜可视下精准椎板开窗减压手术,结合腰椎管狭窄症临床病理分型,建立椎板开窗减压相应范围L4-5节段手术模型,分别为L4椎板下缘+L4-5关节突关节部分切除模型(M2)、L4-5部分关节突关节+L5椎板上缘切除模型(M3)、L4椎板下缘+L4-5部分关节突关节+L5椎板上缘切除模型(M4)、L4椎板下缘+L4-5部分关节突关节+L5椎板上缘+Over-the-Top对侧部分关节突切除模型(M5)及L4椎体下缘+L4-5关节突关节1/2以上+L5椎板上缘切除模型(M6)(以上椎体均保留峡部,除M6外,关节突关节均保留50%以上的关节面)。分别对完整脊柱(M1)及5种模拟手术模型(M2、M3、M4、M5、M6)施加相同载荷边界条件,进行前屈、后伸、左/右侧弯、左/右旋转6种工况下腰椎活动度及椎间盘等效应力的对比分析。结果与结论:①与完整脊柱M1模型比较,M2、M3、M4及M5模型在各工况下活动度值相近,但M6模型的活动度值较M1明显增大,为M1活动度的151%-264%,特别是后伸和旋转工况为甚;②在椎间盘等效应力方面,M2、M3、M4及M5模型在椎间盘前区、左/右区工况下等效应力上升趋势不明显,在椎间盘后区、中区等效应力有所增加,最大增加幅度达53%,但未出现较大应力集中的情况;而M6模型椎间盘各区域等效应力均出现较大程度上升趋势,特别在前屈工况下最大达完整退变模型(M1)的3倍;③结果表明,过大椎板开窗明显影响腰椎稳定性,同时相应节段椎间盘应力增加,易加速椎间关节退变。内� 展开更多
关键词 全内镜 腰椎管狭窄 精准 椎板开窗减压 有限元分析 生物力学
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经腋中线胸腔入路上胸椎侧方内固定与传统前方钢板内固定:生物力学稳定性的对照分析 预览
10
作者 施冬冬 李晓峰 +3 位作者 熊货杰 胡峰 赵劲民 陈前芬 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第15期2349-2354,共6页
背景:随着脊柱内固定技术的全面推广,重塑脊柱力学稳定越来越引起人们的关注,经腋中线胸腔入路侧方内固定治疗上胸椎病损是一种新的手术入路,目前有关其固定后上胸椎生物力学的研究较为少见。目的:对比侧方和前方钢板内固定模型的上胸... 背景:随着脊柱内固定技术的全面推广,重塑脊柱力学稳定越来越引起人们的关注,经腋中线胸腔入路侧方内固定治疗上胸椎病损是一种新的手术入路,目前有关其固定后上胸椎生物力学的研究较为少见。目的:对比侧方和前方钢板内固定模型的上胸椎三维运动稳定性和负重载荷强度,评估经腋中线胸腔入路侧方钢板内固定重建上胸椎是否可以达到符合脊柱生物力学稳定。方法:从12具人尸体获取C7-T6脊柱并双侧肋椎关节标本,进行完整上胸椎模型三维运动稳定性测试,记录为完整椎体组。随后将标本随机分为2组,分别建立传统前方钢板内固定(前方内固定组)与经腋中线入胸腔路侧方钢板内固定模型(侧方内固定组),每组6例标本,先后进行三维运动实验、垂直加压实验与垂直加压破坏实验。实验通过广西医科大学第二附属医院伦理委员会批准,批准号:NO.伦审2017(KY-0080)号。结果与结论:①完整椎体组左/右侧屈、前屈/后伸、左/右旋转运动下的载荷均小于侧方内固定组、前方内固定组(P<0.01),前方内固定组左/右旋转运动下的载荷均小于侧方内固定组(P<0.05),前方内固定组左/右侧屈、前屈/后伸运动下的载荷与侧方内固定组比较差异无显著性意义(P>0.05);②当载荷到达600 N时,前方内固定组椎体下沉位移小于侧方内固定组[(1.39±0.20),(2.15±0.17)mm,P<0.01];③前方内固定组与侧方内固定组最大强度载荷比较差异无显著性意义[(1839.70±122.45),(1798.65±120.21)N,P=0.571];④结果表明,经腋中线胸腔入路侧方钢板内固定方式是稳定的,它能够满足脊柱重建生物力学需要。 展开更多
关键词 上胸椎 腋中线胸腔入路 前路 植骨 内固定 三维运动 载荷 强度 生物力学
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腰椎间盘生物力学体内外研究的新进展 预览
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作者 徐浩翔 文王强 +1 位作者 张泽佩 苗军 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第15期2425-2432,共8页
进行初步筛选,排除与主题相关度低的文献,最终共纳入67篇文献进行结果分析。结果与结论:①腰椎间盘的生物力学研究目前主要分为体外研究和体内研究;②体外研究包括动物标本实验、人类尸体标本实验、有限元分析,体外实验设计灵活,操作性... 进行初步筛选,排除与主题相关度低的文献,最终共纳入67篇文献进行结果分析。结果与结论:①腰椎间盘的生物力学研究目前主要分为体外研究和体内研究;②体外研究包括动物标本实验、人类尸体标本实验、有限元分析,体外实验设计灵活,操作性强,但实验对象脱离人体生理环境,材料的力学特性存在差异,需要经过长期不断验证,筛选出在人体的适用性;③体内研究主要通过影像学手段,实时记录椎间盘在体运动受力形态变化,真实可靠,但受影像技术发展的限制,需要合理运用。最新出现的双平面荧光成像系统以及高速动态立体射线照相系统在这一领域具有独特优势,被越来越多的人所重视。 展开更多
关键词 生物力学 腰椎间盘 动物标本 人类尸体模型 有限元分析 影像 磁共振成像 双平面荧光成像系统 高速动态立体射线照相系统
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自体腘绳肌腱修复兔巨大肩袖缺损的实验研究 预览
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作者 张磊 高庆峰 +4 位作者 成雪 郑丽坤 邓必勇 王宪峰 欧昕 《实用骨科杂志》 2020年第2期132-135,共4页
目的研究自体腘绳肌腱修复兔巨大肩袖缺损腱骨愈合的早期实验效果。方法将40只成年雄性新西兰大白兔随机分为3组,分别为正常组(n=8)、模型组(n=8)和实验组(n=24)。正常组相同方式饲养但不予手术处理;模型组将大白兔双前肢肱骨头大结节... 目的研究自体腘绳肌腱修复兔巨大肩袖缺损腱骨愈合的早期实验效果。方法将40只成年雄性新西兰大白兔随机分为3组,分别为正常组(n=8)、模型组(n=8)和实验组(n=24)。正常组相同方式饲养但不予手术处理;模型组将大白兔双前肢肱骨头大结节处切取1.5 cm×1.0 cm的肩袖组织缺损,不予缝合修补后直接缝合皮肤;实验组在模型组的基础上用自体腘绳肌腱修复巨大肩袖缺损。实验组分别于术后第8、16、24周时安乐死8只大白兔后取出双肩标本。将标本处理后分别进行组织形态学分析和生物力学研究测试。结果组织形态学分析结果显示:实验组术后24周腱骨界面胶原纤维明显增多,腱骨隧道连接处可见Sharpey纤维、纤维软骨细胞及纤维软骨等腱骨愈合成分。生物力学研究结果显示实验组肌腱最大负荷随时间延长呈持续增大趋势(各时间点之间比较,P<0.05),术后24周可以获得较强的力学强度。结论应用自体腘绳肌腱修复兔巨大肩袖缺损可以获得良好的腱骨愈合。 展开更多
关键词 巨大肩袖缺损 肩袖修补 自体腘绳肌腱 生物力学
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腰骶椎单向带刺轴向融合内固定系统的生物力学特征 预览
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作者 易国良 宋西正 舒小林 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第18期2789-2793,共5页
背景:探寻一种微创操作、固定牢靠、具有良好抗旋转能力的新技术对于治疗腰骶椎退行性疾病具有十分重要的临床意义。目的:观察腰骶椎单向带刺轴向融合内固定系统治疗腰骶椎失稳的生物力学特征,为其临床应用提供理论依据。方法:选取6具... 背景:探寻一种微创操作、固定牢靠、具有良好抗旋转能力的新技术对于治疗腰骶椎退行性疾病具有十分重要的临床意义。目的:观察腰骶椎单向带刺轴向融合内固定系统治疗腰骶椎失稳的生物力学特征,为其临床应用提供理论依据。方法:选取6具新鲜成人腰骶椎尸体标本,截取腰骶椎运动节段(L3-S5),分为以下5组:结构完整的正常组、双侧峡部裂组、双侧峡部裂+带刺轴向融合内固定组(A组)、双侧峡部裂+单纯中轴螺钉固定组(B组)、双侧峡部裂+单纯中轴螺钉固定+双侧椎弓根螺钉固定组(C组)。比较不同内固定方式中L5/S1节段屈伸、侧弯、旋转的三维运动范围及轴向抗压能力。结果与结论:①在不同方向的运动下,A、B、C组固定方式的稳定性均优于正常组与双侧峡部裂组,差异有显著性意义(P<0.05);②在前屈、后伸、左右侧屈方向,A、B、C组3种内固定方式组间差异无显著性意义(P>0.05);③而在左右旋转方向上,A组旋转运动的三维运动范围显著小于B组,且A组与C组比较差异无显著性意义(P>0.05);④结果表明,腰骶椎单向带刺轴向融合内固定系统具有良好的生物力学稳定性,抗旋转能力强,有望应用于临床。 展开更多
关键词 单向带刺 轴向融合 腰骶椎疾患 内固定 生物力学
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有限元分析股骨颈骨折伴下后方不同程度骨缺损空心螺钉内固定后的稳定性 预览
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作者 张成宝 余润泽 +8 位作者 喻德富 陈涛 张彪 沈政 于水 许有军 陈鹏 王少华 徐仲林 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第18期2799-2804,共6页
背景:空心螺钉固定为新鲜股骨颈骨折的首选治疗方法,但对于伴有骨缺损的患者,由于股骨近端力学传导及稳定性发生明显改变,易导致内固定物失效、骨折不愈合或延迟愈合等,因此生物力学研究具有重要的临床意义。目的:利用有限元方法探究骨... 背景:空心螺钉固定为新鲜股骨颈骨折的首选治疗方法,但对于伴有骨缺损的患者,由于股骨近端力学传导及稳定性发生明显改变,易导致内固定物失效、骨折不愈合或延迟愈合等,因此生物力学研究具有重要的临床意义。目的:利用有限元方法探究骨缺损后股骨近端的生物力学改变,比较不同构型空心螺钉固定内收型股骨颈骨折伴下后方不同程度骨缺损的生物力学效果。方法:获取一名成年健康男性志愿者股骨近端CT扫描DICOM原始数据,利用MIMICS 10.01软件、Rhino3D NURBS软件制作内收型股骨颈骨折伴后下方不同程度骨缺损模型(无缺损模型、小缺损模型、中缺损模型与大缺损模型),在4组模型中各配置两种构型的空心螺钉(倒三角、正三角),装配完成后进行网格划分、材料属性赋值;通过ABAQUS 6.12软件建立股骨头中心和表面的耦合关系,对所有模型施加缓慢行走时的载荷和约束。结果与结论:①无缺损模型的股骨颈内侧承受压应力,外侧承受张应力,股骨头应力分布较为均匀,随着股骨颈下后方缺损程度的增加,压力侧和张力侧空心螺钉、空心螺钉尾部及股骨头的应力峰值逐渐上升;②随着缺损程度的增加,空心螺钉压力侧应力峰值逐渐增加,在中、大缺损模型中,倒三角组高于正三角组(P<0.05),在其余模型中两组之间无差异(P>0.05);③随着缺损程度的增加,空心螺钉张力侧应力峰值逐渐增加,在无缺损与小缺损模型中,正三角组高于倒三角组(P<0.05);在大缺损模型中,正三角组低于倒三角组(P<0.05);在中缺损模型中两组无差异;④随着缺损程度的增加,股骨头应力峰值逐渐增加,3种模型中倒三角组与正三角组均无明显差异(P>0.05);⑤随着缺损程度的增加,空心螺钉尾部应力峰值逐渐增加,在小、中、大缺损模型中,倒三角组高于正三角组(P<0.05),在无缺损模型中两组无差异(P>0.05);⑥结果� 展开更多
关键词 股骨颈骨折 骨缺损 有限元 生物力学 空心螺钉 排列方式 股骨近端 应力峰值
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内侧柱稳定手术治疗Ⅱ期成人胫后肌腱功能不全性平足的三维有限元生物力学分析 预览
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作者 刘付胜华 许鉴 +2 位作者 赵秉诚 韦革韩 覃文报 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第18期2805-2810,共6页
背景:平足症是足踝外科的常见病,其中Ⅱ期成人获得性平足在临床上最多见,此期的治疗最为关键。然而Ⅱ期平足内侧柱存在着不稳定,这也是造成足弓塌陷的重要原因。内侧柱稳定手术可以相当程度地纠正畸形,但是目前尚缺乏详细的生物力学实... 背景:平足症是足踝外科的常见病,其中Ⅱ期成人获得性平足在临床上最多见,此期的治疗最为关键。然而Ⅱ期平足内侧柱存在着不稳定,这也是造成足弓塌陷的重要原因。内侧柱稳定手术可以相当程度地纠正畸形,但是目前尚缺乏详细的生物力学实验来全面判断内侧柱稳定后对于全足带来的影响。目的:探讨单纯内侧柱稳定手术对Ⅱ期成人获得性平足足部生物力学的影响。方法:首先建立Ⅱa期及Ⅱb期成人获得性平足三维有限元模型,通过Geomagic软件、Solidwork软件及Abaqus软件模拟内侧柱稳定手术(舟楔关节融合、跖楔关节融合、两者均融合),将术前和术后模型模拟单倍体质量负重,比较其足底、内外侧柱骨块、内侧韧带的最大应力值,并通过测量相关参数来进行综合对比。结果与结论:①单纯内侧柱稳定术后模拟负重时足底应力最大值均出现在第一跖骨头下方,其中Ⅱa期模型行内侧柱稳定后足底应力最大值明显增加,Ⅱb期模型内侧柱稳定后足底应力变化不明显;②内侧柱融合后相应关节的应力有所减轻,但对于第一跖列的其他关节应力反而增加了;③内侧柱融合后对于内侧韧带及足底筋膜的应力均没有减轻作用;④结果表明,单纯内侧柱稳定手术并不能降低Ⅱ期成人获得性平足内侧柱的压力,它仅可以作为联合使用的手术来稳定过度活动的关节以及纠正前足旋后畸形。 展开更多
关键词 成人 平足 内侧柱 三维有限元 生物力学
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中日友好医院分型股骨头坏死腓骨植入治疗的三维有限元分析 预览
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作者 凌观汉 李永斌 +5 位作者 潘学文 林衡锋 何科 李远春 陆柏宇 陈昌林 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第18期2817-2822,共6页
背景:研究报道股骨头坏死的保髋疗效与外侧柱存留密切相关,中日友好医院分型是根据三柱结构确立的,对股骨头塌陷的预测准确性高。目的:建立股骨头坏死中日友好医院分型各分型仿真的三维有限元模型,通过有限元分析各分型腓骨植入的力学变... 背景:研究报道股骨头坏死的保髋疗效与外侧柱存留密切相关,中日友好医院分型是根据三柱结构确立的,对股骨头塌陷的预测准确性高。目的:建立股骨头坏死中日友好医院分型各分型仿真的三维有限元模型,通过有限元分析各分型腓骨植入的力学变化,探讨外侧柱存留对保髋疗效的意义,为该分型的塌陷精准预测提供基础。方法:建立正常股骨头、中日友好医院分型(M型、C型、L1型、L2型、L3型)股骨头坏死及其腓骨植入3组11种三维有限元模型,运用ANSYS软件进行有限元分析计算,观察各组模型的最大应力值、最大位移值及股骨头内部载荷传递模式。结果与结论:①坏死组位移最大,应变最大,且因坏死分型不同而位移不同,位移变化如下:M型<C型<L1型=L2型<L3型;腓骨植入组位移恢复均低于正常组,且因坏死分型不同而位移恢复不同,位移变化如下:M型<C型<L1型<L2型<L3型,修复后的坏死股骨头的位移下降幅度从外侧柱到内侧柱逐级变小,均低于正常股骨头的最大位移。②坏死后的股骨头载荷区表面应力云图呈现的峰值均高于正常组,坏死M型基本接近正常,坏死C型峰值高出正常74.5%,坏死L型峰值均高出正常100%以上;坏死M型术后的峰值不但比术前下降14.2%,也低于正常水平;坏死C型术后的峰值比术前下降5.3%,但高于正常水平;坏死L型术后的峰值比术前下降,但均明显高于正常水平。③正常股骨头内部的载荷传递是连续的,传导路径从股骨头外侧柱到股骨矩。坏死组中M、C型的股骨头内部载荷传递是连续的,M型的传导基本与正常一致,C型的传导到股骨矩的应力减少;L1、L2、L3型的股骨头内部的载荷传递出现中断,应力出现断崖式的变化,无法传导到股骨矩,导致股骨头载荷区应力集中。腓骨植入组中的股骨头内部重建了一定有效的载荷传递模式,所有分型的传导都出现股骨矩处的� 展开更多
关键词 数字化骨科 腓骨 股骨头坏死 中日友好医院分型 三维重建 有限元分析 仿真 生物力学
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腱病相关基础研究:微观生物力学与应力屏蔽 预览
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作者 刘春雨 韩小燕 王琳 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第5期766-772,共7页
背景:肌腱是一种特殊的结缔组织,可以将肌肉产生的力通过腱止点传递到骨骼上,腱病的发生与肌腱和腱止点的力学特性与其微细结构关系密切,但其中的具体机制仍有许多疑问。目的:综述肌腱和腱止点的微细结构、肌腱的生物力学特点、肌腱损... 背景:肌腱是一种特殊的结缔组织,可以将肌肉产生的力通过腱止点传递到骨骼上,腱病的发生与肌腱和腱止点的力学特性与其微细结构关系密切,但其中的具体机制仍有许多疑问。目的:综述肌腱和腱止点的微细结构、肌腱的生物力学特点、肌腱损伤的愈合与修复及慢性腱病相关的生物力学因素。方法:检索中国期刊网全文数据库(中国知网CNKI)、维普数据库、中国生物医学文献数据库(CBM)、中国医药学位论文全文数据库(万方)及PubMed数据库和Embase医药数据库,选择与腱病或腱止点相关微细结构、腱病或腱止点与应力之间关系及腱病或腱止点相关生物力学机制相关的文献。结果与结论:肌腱和腱止点的生物力学特性与其微细结构密切相关,肌腱在损伤修复过程中由于微细结构受到了影响,因此其生物力学特性也相应的降低。慢性腱病的发生发展与腱止点微细结构与生物力学特性有关,这其中压缩负荷与发生在腱止点上的应力屏蔽可能起着关键作用,但在具体的作用机制方面仍需要更多的高质量文献支持。 展开更多
关键词 腱病 腱止点 潮线 微细结构 生物力学 损伤 细胞外基质 应力屏蔽
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直线前进变换为侧向跨步切入动作时的下肢生物力学变化 预览
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作者 李尚华 王海燕 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第8期1260-1266,共7页
背景:侧向跨步切入动作是运动领域最常见的进攻技术,这显著增加了运动员膝关节受伤的风险,但目前相关侧向跨步动作的生物力学表现策略及下肢关节负荷特征并不十分清楚。目的:选择大学女子甲组篮球、足球运动员进行侧向跨步切入下肢动作... 背景:侧向跨步切入动作是运动领域最常见的进攻技术,这显著增加了运动员膝关节受伤的风险,但目前相关侧向跨步动作的生物力学表现策略及下肢关节负荷特征并不十分清楚。目的:选择大学女子甲组篮球、足球运动员进行侧向跨步切入下肢动作策略,进行生物力学测试,并分析下肢关节的运动学及动力学参数,从而为运动员及教练员预防下肢伤害,尤其是膝关节十字韧带损伤提供重要参考。方法:选择某高校女子甲组足球及篮球各12名运动员作为研究对象,利用三维测力台及运动图像拍摄系统同步获取其侧向跨步切入动作的相关运动学及动力学参数,并运用SPSS 21.0分析软件对相关数据进行处理分析。该试验方案经天津体育学院伦理委员会批准。结果与结论:①足球运动员有较大的着地瞬间踝关节跖屈角度及髋关节外展角度、最大踝关节外翻角度、膝关节屈曲及内旋角度、膝关节屈曲及内旋角度变化量;②足球运动员有较大的踝关节外旋与髋关节内收力矩峰值,篮球运动员则有较大的踝关节跖屈力矩峰值;③篮球运动员有较小的前后分力制动第一及第二峰值、垂直分力第一峰值及较大的前后分力推蹬力峰值;④结果表明,跨步切入动作过程中,足球运动员习惯于前足着地方式进行急停,进而产生较高的地面反作用力,并增加膝关节屈曲角度进行缓冲,同时有较大的踝关节外翻角度及膝关节内旋角度,而篮球运动员在切入过程中膝关节屈曲角度较少,不利于下肢关节对地面反作用力的缓冲,并进而增加前十字韧带损伤风险。 展开更多
关键词 直线前进 侧向跨步 外翻 力矩 内旋 前十字韧带 运动 动力 生物力学
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种植义齿相对位置对食物嵌塞影响的有限元分析 预览
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作者 庞国宝 赵凝 安美文 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2020年第10期1521-1527,共7页
背景:种植义齿是一种固位、支持、稳定功能都很出色的牙修复体,但其种植后的塞牙现象是困扰广大牙列缺损患者的一个普遍现象。目的:应用有限元分析法针对食物嵌塞这一问题进行生物力学数值模拟分析,给出种植义齿的相对宽度、相对高度、... 背景:种植义齿是一种固位、支持、稳定功能都很出色的牙修复体,但其种植后的塞牙现象是困扰广大牙列缺损患者的一个普遍现象。目的:应用有限元分析法针对食物嵌塞这一问题进行生物力学数值模拟分析,给出种植义齿的相对宽度、相对高度、相对角度对食物嵌塞影响的定量关系。方法:为研究种植义齿相对牙齿在不同宽度、高度、角度情况下对食物嵌塞的影响,设计了义齿上部结构不同宽度组(分5个亚组:5.6,5.7,5.8,5.9,6.0 mm)、义齿上部结构不同高度组(分5个亚组:6.6,6.8,7.0,7.2,7.4 mm)、义齿不同种植角度组(分5个亚组:92°、91°、90°、89°、88°)、自然牙牙冠不同宽度组(分5个亚组:5.6,5.7,5.8,5.9,6.0 mm)、自然牙牙冠不同高度组(分5个亚组:6.6,6.8,7.0,7.2,7.4 mm)、自然牙不同生长角度组(分5个亚组:92°、91°、90°、89°、88°)4颗牙齿局部牙列模型,每个亚组通过改变第3个牙齿部件的相对位置来设计,其余条件相同。对所有牙列模型进行食物嵌塞数值模拟,并分析牙齿受力形变情况,比较各组间受力前后牙间隙宽度曲线。结果与结论:①随着种植义齿上部结构宽度的增加,义齿受力后水平总位移缓慢减少;当上部结构宽度为5.9-6.0 mm间时,自然牙受力变形后牙间隙迅速减小,此时种植义齿对食物嵌塞的影响趋近于自然牙情况下的食物嵌塞状况;②当义齿上部结构高度低于邻牙时,随着该义齿上部结构高度的增加,受力后牙间隙先增大后减小;当义齿低于邻牙且高度在6.8-7.0 mm之间时,受力后牙间隙迅速减小;③义齿受力前后水平总位移随着种植角度的增加缓慢减小;④结果表明为减小食物嵌塞现象,种植义齿与邻牙间隙应小于0.05 mm,种植义齿上部结构高度应低于邻牙0.2 mm左右,种植角度应约等于90°。 展开更多
关键词 种植义齿 自然牙 食物嵌塞 生物力学 数值模拟 有限元分析 相对位置 水平总位移
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正常足与高弓足的足底压力分布特征的对比研究 预览
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作者 刘晓飞 苏思维 +2 位作者 杜森 姜雯君 宋洪强 《泰山医学院学报》 CAS 2020年第2期85-88,共4页
目的通过比较高弓足患者与正常人足底各分区的平均压强和触地面积,为高弓足患者的诊断和治疗提供有价值的生物力学参数。方法本研究共纳入50名成年受试者,其中25人为高弓足,25人为正常足。采用Footscan足底压力测试系统对受试者进行动... 目的通过比较高弓足患者与正常人足底各分区的平均压强和触地面积,为高弓足患者的诊断和治疗提供有价值的生物力学参数。方法本研究共纳入50名成年受试者,其中25人为高弓足,25人为正常足。采用Footscan足底压力测试系统对受试者进行动态足底压力测试,系统自带软件将足底面积划分为拇趾、2~4趾、第1跖骨区、第2跖骨区、第3跖骨区、第4跖骨区、第5跖骨区、足中部、足跟内侧区以及足跟外侧区等10个区域。采用独立样本t检验对两组受试者的数据进行统计学分析。结果高弓足患者总的触地面积较正常组明显减少,同时其第1,第2,第3和第4跖骨区的平均压强明显升高。与正常足相比,高弓足的总接触面积减小,拇趾区的平均压强减少(数值)。载荷主要向内侧跖骨区域转移,但是跖骨区内部的相对载荷分布比例在两组间并无显著差异。结论高弓足人群足底压力参数的特点,增加了足部运动损伤发生概率,在临床工作中,加强高弓足人群足底压力参数的检测、评估、及早期矫正工作,以减轻相应区域疼痛及预防运动损伤的发生。 展开更多
关键词 高弓足 足底压力 步态分析 生物力学
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