髓内钉及其骨折内固定的力学研究

“Ｖ”形和梅花形髓内钉是常用的长管骨骨折髓内固定材料。目前临床上梅花形髓内钉有代替“Ｖ”形髓内钉的趋势,本文从力学角度对其进行研究包括、．髓内钉及其髓内固定骨折模型弯曲试验显示,梅花形髓内钉抗弯强度和承受载荷系数均大于“Ｖ”形髓内钉;２．抗弯截面惯性矩研究显示,新型双冠形髓机钉优于梅花形髓内钉优于“Ｖ”形髓内钉;３．髓内钉设计成双冠形截面将大大改进其力学原理。     

Ender针固定胫骨骨折的生物力学实验研究

通过对以Ender氏针固定的9根干燥尸体胫骨的力学试验。测定了骨及针的应力和应变，骨的相对位移及成角，证明该法能提供既稳定又存在微量的相对位移的特殊力学环境，针及骨分别负重，与生理状态应力相适应，此时针与骨之间的应力重分配既符合骨折愈合的生物力学原理，又具有较大的临床意义。     

人角膜的生物力学特性

以人角膜为研究对象,通过建立一套规范、系统的实验方法,揭示人角膜的生物力学特性。对人角膜标本进行了单轴拉伸实验,测定了其极限强度、应力最大时的变形能及其变形能密度;循环加载实验表明应力－应变的滞后环随加载次数的增加而逐渐减小,应力－应变曲线在应力为０．１５ＭＰａ以上时能用幂指数拟合;应力松弛实验测定了应力松弛谱各参数;蠕变实验表明归一化蠕变数据和时间对数呈线性关系     

根据退行性脊柱侧凸患者症状选择不同手术方案的临床研究

目的:探究根据退行性脊柱侧凸患者症状选择不同手术方案的治疗效果。方法:随机选取我院2007年9月到2015年10月收治的退行性脊柱侧凸患者124例,根据症状不同分A组和B组。A组62例患者腰背痛,接受长节段矫形内固定术;B组62例患者下肢症状明显,接受责任节段减压内固术。治疗期间记录两组手术时间、术中出血量、固定节段数及腰前凸角度,于治疗前、治疗后1个月以及末次随访时腰椎侧凸处的Cobb角,并采用视觉模拟评分法(VAS)和Oswestry功能障碍指数(ODI)评价患者疗效。结果:A组手术时间、出血量、固定节段数及腰前凸角度显著高于B组(P0.05);治疗后和末次随访两组患者VAS评分、ODI指数及Cobb角均有明显好转(P0.05),两组治疗后和末次随访之间的差异无统计学意义(P0.05)。结论:退行性脊柱侧凸在治疗时需根据患者具体症状选择不同的手术方案,长节段矫形内固定术耗时长、术中出血量多,在治疗时应谨慎,预防相关并发症的发生。     

脊柱跳跃型骨折的临床研究进展

脊柱跳跃型骨折指多节段非相邻的椎体骨折(multiple-level noncontiguous spinal fractures,MNSF)。对于非高龄患者,此类骨折通常为暴力性高能量损伤。由于MNSF受伤机制的复杂性,患者的临床表现不尽相同,导致其常发生漏诊或延迟诊断。目前,临床上对于MNSF发病率和损伤原因有很多报道,特别是其致伤机制,也存在很多理论。脊柱跳跃性骨折的治疗需全面考虑,如脊柱的不稳定性、畸形和骨折节段之间正常的椎体数目甚至患者想要减少住院时间的要求等。治疗时应按照各自损伤部位的情况决定治疗方案,强调个体化治疗。需要手术治疗的患者应依据其损伤特点选择相应术式,重建脊柱稳定性。本文主要就近年来MNSF的临床研究进展了进行总结,旨在为MNSF的临床诊疗提供参考。     

后路长节段经皮置钉内固定术治疗强直性脊柱炎伴胸腰段骨折的临床分析

目的 探讨强直性脊柱炎伴胸腰段骨折患者采用后路长节段经皮置钉内固定术治疗的临床价值.方法 选择2018年1月～2019年12月治疗的强直性脊柱炎伴胸腰段骨折患者82例为研究对象,根据不同治疗方案分为对照组和观察组各41例.对照组实施后路长节段切开内固定术治疗,观察组采用后路长节段经皮置钉内固定术治疗,比较两组患者手术时...     

伤椎置钉联合短节段内固定与单纯短节段固定治疗胸腰椎爆裂性骨折的比较研究

目的:比较伤椎置钉联合短节段内固定与单纯短节段固定治疗胸腰椎爆裂性骨折的临床疗效、固定效果及其对患者炎症反应和脊髓损伤的影响。方法:选取2014年3月到2016年12月期间我院收治的胸腰椎爆裂性骨折患者94例,根据手术方法的不同将患者分为伤椎置钉组(40例)和短节段内固定组(44例)。短节段内固定组患者采用单纯后路短节段椎弓根螺钉内固定进行治疗,伤椎置钉组采用伤椎置钉联合后路短节段椎弓根螺钉内固定进行治疗。比较两组患者的手术时间、术中出血量、住院时间、伤椎前沿高度比、Cobb’s角、伤椎椎体楔形变角、视觉模拟评分(VAS)和Oswestry功能障碍指数(ODI),炎性因子指标、脊髓损伤指标及术后并发症。结果:伤椎置钉组的手术时间长于短节段内固定组(P<0.05),术后6个月、术后12个月伤椎置钉组的伤椎前沿高度比明显高于短节段内固定组,Cobb’s角、伤椎椎体楔形变角明显低于短节段内固定组(P<0.05),术前、术后1周、术后6个月、术后12个月两组患者的VAS评分和ODI比较差异无统计学意义(P>0.05),术后3 d两组患者血清中IL-1β、IL-6、IL-8、TNF-α和pNF-H、NSE、S100β、GFAP水平比较差异均无统计学意义(P>0.05)。随访期间两组患者均未出现严重并发症。结论:伤椎置钉联合后路短节段椎弓根螺钉内固定可有效改善胸腰椎爆裂性骨折患者的椎体高度、Cobb’s角和伤椎椎体楔形变角,并且不会增加脊髓损伤和机体的炎症反应。     

基于腰椎类型的腰椎间盘突出症患者脊柱-骨盆矢状面形态的X线测量研究

目的:基于腰椎曲线类型研究腰椎间盘突出(Lumbar disc herniation,LDH)病人脊柱骨盆矢状序列参数的特点。方法:回顾我院2009年1月年至2014年11月收治的相邻节段健康的LDH病人166例,与141例健康志愿者对照。按照腰椎类型分为4型,LDH按照严重程度分为腰4-5(A)组,腰5-骶1(B)组,腰4-5和腰5-骶1(C)组,三节段以上(D)组。应用图形分析软件进行参数测量,在站立位全长脊柱侧位X线片上测量参数包括:骨盆投射角(Pelvic incidence,PI)、骨盆倾斜角(Pelvic tilt,PT)和骶骨倾斜角(Sacral slope,SS),胸椎后凸角(Thoracic Kyphosis,TK)、腰椎前凸角(Lumbar lordosis,LL)、上半圆(UP arc)、下半圆(Low arc)、矢状面垂直轴(Sagittal vertical axis SVA),对上述指标统计分析。结果:LDH组与对照组相比PI、PT和TK增大,SVA向前移位,SS、LL和Up arc减低具有显著统计学差异。LDH组各参数Pearson相关性分析示PI~PT,PI~SS和SS~LL高度相关。LDH病例4组间参数单因素方差分析无统计学意义,SS、LL和TK随着突出节段的增加而减小;A组与对照组比较PI和PT差异显著。1型和2型与相对应的对照组比较,各参数差异显著。结论:相邻节段健康的LDH病人具有大的PI和PT,小的LL和SS,SVA向前倾斜,随着病变节段的增加LL,SS和TK减小;脊柱-骨盆协调平衡的能力受腰椎类型影响。     

显微CT分辨率对松质骨微观结构及生物力学测量的影响

目的:探究不同分辨率对显微CT测量腰椎松质骨显微结构及显微有限元分析松质骨生物力学参数精确性的影响。方法:以人腰椎L5椎体标本为对象,通过显微CT扫描得到松质骨显微CT数据,扫描分辨率为14μm,通过对合并像素点将分辨率降低至28μm~224μm等,分别测量不同分辨率下,松质骨标本的结构参数;利用不同分辨率下的显微CT数据建立显微有限元模型,计算各正交异性的弹性模量,应用统计学分析比较结构参数和力学参数的在不同分辨率下的差异。结果:各参数与分辨率间相关性不尽相同,BV/TV(骨体积分数)和Tb.Th(平均骨小梁厚度)的数值大小随着分辨率的降低呈增高趋势,Conn.D(骨小梁连接度),BS/BV(骨表面积体积比),Tb.N(平均骨小梁密度)和Tb.Sp(平均骨小梁间距)随着分辨率的降低呈降低趋势。分辨率的改变对SMI(结构模型指数)和DA(骨小梁各向异性度)没有显著影响。在三个轴向上,弹性模量均随着分辨率的降低呈增高趋势,当分辨率大于126μm时,该分辨率下的弹性模量和对照组存在显著性差异(P<0.05)。结论:该实验证实了不同分辨率对显微CT测量腰椎松质骨显微结构和生物力学参数有显著影响。提示在研究腰椎松质骨显微结构和生物力学参数时,采用126μm以上分辨率,可以在不降低准确度的情况下提高运算效率。     

不同内固定方式对后踝骨折固定的生物力学效果及临床疗效分析

目的：比较不同内固定方式对后踝关节骨折固定的生物力学效果及临床疗效。方法：选择2009年1月-2010年12月来我院就诊经X线检查确诊的后踝骨折患者28例为研究对象,根据所使用内固定方法不同,分为拉力螺钉组和微型钢板组,随访比较两组的手术时间、出血量、固定成功率、住院时间、后遗症及生物力学效果。结果：所有患者均随访至拆除内固定,拉力螺钉组和微型钢板组随访时间（t=-2．102）进行比较,P〉0．05两组差异无统计学意义。两组手术时间（t=4．293）、手术出血量（t=6．827）、固定成功率（2=,5．568）和住院时间（t=3．903）比较,P均〈0．05,差异有统计学意义。当骨折块波及胫骨远端关节面s25％和其〉25％时,两组内固定失效临界压力比较,P〈均0．05,两组内固定压力差异无统计学意义。结论：由于后踝关节的特殊结构和复杂的力学特点,拉力螺钉内固定在治疗效果优于微型钢板内固定法,但当骨折块波及胫骨远端关节面〉25％生物力学效果微型钢板内固定法更佳,因此根据患者个体骨折差异选择合适的内固定方法。     

生物活性玻璃提高骨质疏松绵羊椎弓根螺钉稳定性的体内实验研究

目的：研究生物活性玻璃（Bioactive Glass,BG）在骨质疏松绵羊体内强化椎弓根螺钉固定的力学效果,并观察钉道界面及材料吸收等情况。方法：4只成年雌性小尾寒羊,采用去势联合激素注射方法建立骨质疏松绵羊模型。选择绵羊L2至L5双侧椎弓根,随机化选取一侧直接拧入椎弓根螺钉（空白组）,对侧采用BG强化钉道后拧入椎弓根螺钉（实验组）。术后3月随机选取6个椎体（12枚椎弓根螺钉）,对螺钉骨质界面行显微CT分析和组织学观察。对剩余10个椎体（20枚椎弓根螺钉）行轴向拔出实验,分析螺钉固定强度。结果：术前绵羊腰椎BMD为0.818±0.0310 g/cm2,建模完成后为1.000±0.0316 g/cm2,BMD平均值下降22.38%,差异有统计学意义（P〈0.05）。实验组螺钉骨质界面的Tb.Th、Tb.N组较对照组分别增加143.60%和33.56%,差异有统计学意义（P〈0.05）。实验组钉道周围材料绝大部分已经降解吸收,大量新生骨组织紧密包裹螺钉;对照组钉道周围骨量较少,钉骨结合不紧密,实验组螺钉骨质界面结合优于对照组。实验组的最大轴向拔出力为1083.04±86.37N,空白组为871.76±79.03N,前者较后者提高25.26%,差异有统计学意义（P〈0.05）。结论：生物活性玻璃能显著改善骨质疏松情况下螺钉骨质界面的骨微观结构,进而提高椎弓根螺钉的把持力。     

生物活性玻璃提高骨质疏松绵羊椎弓根螺钉稳定性的体内实验研究

目的:研究生物活性玻璃(Bioactive Glass,BG)在骨质疏松绵羊体内强化椎弓根螺钉固定的力学效果,并观察钉道界面及材料吸收等情况。方法:4只成年雌性小尾寒羊,采用去势联合激素注射方法建立骨质疏松绵羊模型。选择绵羊L2至L5双侧椎弓根,随机化选取一侧直接拧入椎弓根螺钉(空白组),对侧采用BG强化钉道后拧入椎弓根螺钉(实验组)。术后3月随机选取6个椎体(12枚椎弓根螺钉),对螺钉骨质界面行显微CT分析和组织学观察。对剩余10个椎体(20枚椎弓根螺钉)行轴向拔出实验,分析螺钉固定强度。结果:术前绵羊腰椎BMD为0.818±0.0310 g/cm2,建模完成后为1.000±0.0316 g/cm2,BMD平均值下降22.38%,差异有统计学意义(P<0.05)。实验组螺钉骨质界面的Tb.Th、Tb.N组较对照组分别增加143.60%和33.56%,差异有统计学意义(P<0.05)。实验组钉道周围材料绝大部分已经降解吸收,大量新生骨组织紧密包裹螺钉;对照组钉道周围骨量较少,钉骨结合不紧密,实验组螺钉骨质界面结合优于对照组。实验组的最大轴向拔出力为1083.04±86.37N,空白组为871.76±79.03N,前者较后者提高25.26%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:生物活性玻璃能显著改善骨质疏松情况下螺钉骨质界面的骨微观结构,进而提高椎弓根螺钉的把持力。     

腰椎弹性固定进展研究

对于腰椎退变和不稳的治疗,传统方法是采用后路减压、椎弓根螺钉固定同时行植骨术(僵硬固定)。然而,僵硬固定存在加速周围椎体的退变等缺点。因而,人们逐步把目光投向腰椎弹性固定。最近几年,腰椎弹性固定因具有利于应力分散,防止周围节段退行性变,降低应力遮挡等优点,越来越多地被用于临床。大多数临床资料显示相较于传统坚强固定,弹性固定疗效相当,而固定节段骨萎缩、骨质疏松以及邻近节段退变的发生率显著降低,更利于脊柱生理特性。该文就腰椎弹性固定的发展过程、各种类型弹性固定的工作原理以及临床效果等作一综述。     

下颌种植覆盖义齿的生物力学研究进展

口腔生物力学是用生物力学的概念和方法,研究口腔医学中的有关基础性科学问题、解决口腔医学中的临床实际问题、发展口腔临床技术的一门学科。在口腔正畸学、修复学、种植学及口腔颌面外科学等领域存在着大量的生物力学问题,生物力学已成为口腔医学的基础科学之一。传统全口义齿修复常常会出现固位稳定差、咀嚼效率低、患者有疼痛感、适应时间长等情况,很大程度上不能满足患者的修复要求。种植覆盖义齿对于下颌牙槽嵴严重吸收的患者,效果尤为明显。种植覆盖义齿是义齿与种植体之间以不同的附着体作为连接,形成患者可以自行摘戴的种植体支持的覆盖义齿修复。下颌种植覆盖义齿因其能有效地提高下半口义齿的固位性和稳定性、显著提高了患者的咀嚼效率,目前已成为修复下颌牙槽骨严重吸收的无牙颌患者的有效修复方法。本文针对下颌种植覆盖义齿的生物力学研究进展作一综述。     

椎弓根系统治疗胸腰椎骨折的临床探讨

目的:探讨对椎弓根系统治疗胸腰椎骨折的临床疗效。方法:本组98例均采用后路减压、植骨及椎弓根系统内固定。结果:术中C臂及术后x摄片见植入椎弓根螺钉平行于椎体上下终板95例,3例有4°-6°的成角。伤前后突畸形平均25°,术后矫正至平均4°。术前伤椎压缩50%-75%,术后恢复至89%-95%。获随访1-3年,内固定松动2例,拔钉3例,断钉2例,椎体高度及Cobb角丢失5°-9°有6例。慢性腰痛12例。神经功能除A级有7例未恢复外,其余病例均有1-3级的恢复。结论:后路手术较完善,适应范围广,创伤小,对屈曲压缩型、骨折脱位型的整复及下腰椎的固定优于前路手术。特别强调准确的椎弓根植入技术及有效的植骨融合是保证后路手术脊柱稳定和防止远期并发症的主要手段。     

髋骨术后仿真生物力学分析与临床研究

目的:探讨坐耻骨肿瘤切除术后髋骨生物力学变化及其与恢复期并发症产生的关系,指导术后骨盆重建.方法:构建单侧完整髋骨及坐耻骨肿瘤切除术后髋骨有限元模型,在相同约束和负载条件下,计算髋骨相同部位位移、应力及应变值,比较与分析模拟手术前后力学变化,结合临床评价意义.结果:手术前后髋骨节点位移、应力及应变分布区域相似,手术前后骶髂关节节点位移及应变、髋臼顶节点应力及应变有显著性差异;手术前后骶髂关节节点应力、坐骨大切迹应力及应变无显著性差异.结论:坐耻骨肿瘤切除术后主要影响同侧骶髂关节、髋臼顶的生物力学状态,恢复期并发症发生的原因由骶髂关节、髋臼顶生物力学改变及耻骨联合与耻骨上支连接与稳定作用的消失所致,三者相互作用,相互影响.     

Biomechanical effects of posterior pedicle fixation techniques on the adjacent segment for the treatment of thoracolumbar burst fractures: a biomechanical analysis

Abstract

Posterior pedicle fixation technique is a common method for treating thoracolumbar burst fractures, but the effect of different fixation techniques on the postoperative spinal mechanical properties has not been clearly defined, especially on adjacent segments. A finite element model of T10-L2 with moderate T12 vertebra burst fracture was constructed to investigate biomechanical behavior of three posterior pedicle screw fixation techniques. Compared with traditional short-segment 4 pedicle screw fixation (TS-4) and intermediate long-segment 6 pedicle screw fixation (IL-6), mono-segment 4 pedicle screw fixation (MS-4) provides a safer surgical selection to prevent the secondary degeneration of adjacent segments in the long-term.     

微创单枚椎间融合器单边椎弓根螺钉内固定术治疗腰椎间盘突出症的疗效观察

目的：比较微创单边椎弓根螺钉加单枚椎间融合器和双边椎弓根螺钉加椎间植骨融合术治疗腰椎间盘突出症的临床疗效,探讨微创单边内固定的可行性。方法：选择2009年1月～2012年11月在我科行椎间盘切除椎体间融合内固定术治疗的腰椎间盘突出症患者共43例,其中微创单边内同定18例,平均随访15.8个月;双边内固定25例,平均随访16.3个月。对比分析两组患者的一般资料、手术时间、术中出血、住院天数、住院费用、疼痛视觉模拟评分（VAS）和日本骨科协会评估治疗（JOA）评分、植骨融合率及并发症的发生情况。结果：与单边内固定组比较,双边内固定处理的患者的手术时间明显缩短（P〈0.001）,术中失血量明显减少（P〈0.05）,平均住院费用明显降低（P〈0.05）。而两组之间的住院时间、随访时间、植骨融合率、并发症的发生率以及末次随访时的VAS和JOSA评分比较均无统计学差异（P〉0.05）。结论：单边内固定椎间融合治疗单间隙腰椎间盘突出症能够达到双边内固定同样的疗效,且具有手术时间短、出血量少、费用低等优点,但手术适应症需严格控制。     

Endo's stress analysis of the primate skull and the functional significance of the supraorbital region

A review of Endo's experimental and theoretical procedures and data indicates that the magnitude of the principal strains in the glabella region of both humans and gorillas are low as compared to other parts of the face. Therefore, his data do not provide support for the hypothesis that the glabella region is a highly stressed region during biting. In addition, increased levels of strain in the supraorbital region are directly related to increased levels of masticatory muscle and reaction forces, and not necessarily to anterior tooth loading as opposed to posterior tooth loading. His data also indicate that the supraorbital region in extant humans cannot be accurately modeled as a beam. These conclusions either differ from those of Endo or are not clearly presented or emphasized throughout any of Endo's papers. Therefore, we suggest that a number of investigators have made unsupported or erroneous conclusions based on Endo's work. This is particularly true for those studies that have emphasized the existence of powerful bending stress in the glabella region during incisor biting in both humans and non-human primates.