单端固定式下颌骨修复体的应力分析

目的：针对包括一侧髁状突的下颌骨缺损,通过有限元应力分析,了解单端固定式下颌骨修复体在功能运动时的受力与变形规律,以期寻求更加合理的修复体的设计和固定方式。方法：建立下颌骨断端和修复体的简易三维模型,模拟咀嚼运动,施加垂直方向载荷,进行有限元法应力分析,计算出该模型各组成部分的应力分布和受力变形。结果：在该模型加载时,延伸板基部和近断端处上部的螺钉颈部是应力集中的部位,近断端处下部的螺钉颈部和修复体的远端舌侧为形变最大的部位。结论：单端固定式下颌骨修复体在加载时,延伸板的基部和靠近断端的固定螺钉是应力集中的部位,修复体远离固定的一侧是变形最大的部位,提示我们应将延伸板形态设计为尽可能加宽,并应增加下颌骨下缘处的固定,使修复体与下颌骨断端受力更加合理,变形也尽可能缩小。     

单端固定式下颌骨修复体的应力分析

目的:针对包括一侧髁状突的下颌骨缺损,通过有限元应力分析,了解单端固定式下颌骨修复体在功能运动时的受力与变形规律,以期寻求更加合理的修复体的设计和固定方式。方法:建立下颌骨断端和修复体的简易三维模型,模拟咀嚼运动,施加垂直方向载荷,进行有限元法应力分析,计算出该模型各组成部分的应力分布和受力变形。结果:在该模型加载时,延伸板基部和近断端处上部的螺钉颈部是应力集中的部位,近断端处下部的螺钉颈部和修复体的远端舌侧为形变最大的部位。结论:单端固定式下颌骨修复体在加载时,延伸板的基部和靠近断端的固定螺钉是应力集中的部位,修复体远离固定的一侧是变形最大的部位,提示我们应将延伸板形态设计为尽可能加宽,并应增加下颌骨下缘处的固定,使修复体与下颌骨断端受力更加合理,变形也尽可能缩小。     

流体剪应力作用对内皮细胞变形的影响

血液流动和内皮的耦合是重要的生物医学问题,引起了学者们的广泛兴趣。目前已知流场剪应力对内皮细胞的形态和功能有重要影响,流体剪应力被认为是引起内皮细胞重建的始发信号。所以,了解流体剪应力与内皮细胞之间的相互作用机制是十分重要的。建立了一个理论模型来模拟流场剪应力与内皮细胞之间的相互作用。根据二维计算流体动力学方法研究了流体剪应力作用下内皮细胞表面的应力、压力分布。模拟结果表明:(1) 内皮细胞的变形随琢(对应于流体作用于细胞表面的剪应力)的变化而变化。当琢很小时(<0.02),流场剪应力对细胞变形的影响很小;随着琢的增大,细胞的变形也相应增大;当琢达到0.20以上时,细胞的变形变化很小,即细胞的形态保持相对稳定。(2) 流动引起了细胞表面应力和压力分布的不均匀,从而导致了细胞的变形,但内皮细胞的最大应力总是位于细胞的顶点。同时,用流室系统提供剪切流动,测量了不同剪应力作用下培养的人主动脉内皮细胞的变形,所得到的实验结果与数值模拟结果吻合。结果提示,由于剪切流动引起细胞表面应力分布的不均一,可能在细胞激活和细胞功能的调节(如细胞骨架的调节、粘附分子的表达与分布等)机制上具有特殊的作用。为应用流体动力学理论研究细胞(内皮细胞、白细胞等)变形以及细胞-基质粘     

基于PVP和PKP的脊柱骨折的有限元生物力学研究

骨质疏松造成脊柱骨折的病发率逐渐升高造成劳动力严重丧失,因而早期的治疗有十分重要的临床研究意义。目前,后凸成形术(percutaneous kyphoplasty,PKP)及经皮椎体成形术(percutaneous vertebroplasty,PVP)成为治疗脊椎骨折的有效方法。研究PKP和PVP两种疗法治疗脊椎三明治骨折生物力学特性影响因素。基于脊柱骨折三明治骨折有限元模型,构建治疗骨折的PKP及PVP有限元模型。在两种模型加载荷的工况下,分析变形和应力分布特征。通过对PKP及PVP有限元模型进行分析,实验表明,PVP模型治疗L1、T11三明治骨折,治疗前与治疗后情况相比,脊柱处胸腰段刚度变化不明显,夹心椎处最大应力变化及变形量基本没有明显改善,夹心椎前柱处应力集中现象无明显改观。而PKP模型脊柱处胸腰段刚度明显增加,夹心椎处的最大应力变化及变形量明显减少(最大应力减少36.71%)。因此PKP模型相较于PVP模型具有更好的力学特性。     

颞颌关节受力形式的研究

作者采用二维有限元法对下颌骨和颞颌关节在闭合口咬合时的应力分布进行测试分析。在咬合时,正常情况下关节盘后部的应力最为集中。在磨牙缺失的情况下所产生的应力要比正常情况下的应力值大。临床上因咬合情况发生变化(如后牙缺失等)而引起的关节病变(疼痛,关节盘穿孔等)亦可用本文结果来解释。     

稳定剪切流动下黏附于血管表面的白细胞发生变形的生物力学机制

白细胞与血管表面的黏附是重要的生物医学问题, 引起了学者们的广泛兴趣. 用复合液滴模拟黏附于血管表面的白细胞, 根据二维计算流体动力学方法研究了流体切应力作用下白细胞黏附引起的压力分布, 同时, 通过引入“变形指数”, 研究稳定剪切流动下白细胞及其细胞核发生变形的生物力学机制. 数值结果表明: (ⅰ) 白细胞在外界流场作用下发生了变形. 随着初始接触角、外界流场Reynolds数的增大, 细胞的变形也增大. (ⅱ) 细胞核随细胞的变形发生了变形, 但细胞的变形指数总是大于其细胞核, 表明细胞核更能耐受剪切流动. (ⅲ) 当初始接触角和Reynolds数增大到一定值时, 细胞和细胞核都不能进一步变形, 变形指数达到峰值. (ⅳ) 压力分布曲线表明, 在细胞的下游形成一个高压区, 提供促使细胞受力达到平衡的升力, 从而阻止细胞的进一步变形. 同时, 用流室系统提供剪切流动, 测量了不同条件下白细胞的变形. 所得到的实验结果与上述数值模拟结果是吻合的. 结果提示, 具有高黏性的细胞核在细胞的变形过程中发挥了特殊作用.     

幼龄犬髁突囊外损伤对髁突及下颌骨生长发育的影响

目的:研究幼龄犬髁突不同形式的囊外损伤对髁突局部及下颌骨生长发育的影响。方法:20只6月龄中华田园犬随机分为五组,除空白对照组外,分别建立幼龄犬单侧髁突颈部骨折、髁突颈部骨折后内固定、髁突颈部骨膜损伤及髁突颈部骨皮质损伤四种动物模型,饲养12w及24w后通过头颅CT三维重建测量的方法观察其对下颌骨对称性及生长量的影响,并通过组织学染色观察髁突局部生长中心的微观改变。结果:1仅单侧髁突颈部骨折组在损伤早期对下颌骨及髁突发育产生了影响,使损伤侧髁突颈部形态变短变粗,下颌骨长度也较对侧减小,但髁突及颈部的局部适应性改建会逐渐抵消这些影响,24w时下颌骨已不存在骨性不对称,但功能性原因仍能导致颏点出现向患侧的偏斜。2其余三种损伤形式在实验设定的观察期内对髁突及下颌骨的生长发育影响不大,但单侧髁突颈部骨折后内固定组在24w时也出现了下颌骨的功能性偏斜。3各种损伤形式对髁突及下颌骨生长发育的远期影响有待进一步实验证实。结论:生长发育期犬髁突囊外损伤对髁突及下颌骨生长发育的影响不大。     

过盈植入对种植体-骨界面应力分布影响的三维有限元分析（英文）

目的：应用三维有限元分析法研究牙种植体过盈植入对种植体-骨界面接触压力的影响。方法：选择直径为3.3 mm的ITI种植体和成人离体下颌骨,模拟种植体植入下颌骨内,过盈量为0.5 mm,建立三维有限元模型,应用ANSYS软件分析种植体-骨界面的应力分布情况。结果：种植体周围骨最大应力为48.796 MPa,应力分布均匀。种植体所受应力主要集中于颈部,最大应力值为87.832 MPa。结论：过盈量为0.5 mm时,种植体-骨界面所产生的应力值在骨组织所能承受的最大应力值范围内,种植体所受到的应力值远远小于钛的屈服强度,从生物力学角度,周围骨所受应力在骨组织能够承受范围,种植体也不会断裂,过盈联结在临床种植时有其可行性。     

恐龙蛋壳的生物力学性质（I）：在外力作用下恐龙蛋壳的应力分析

本文研究恐龙蛋在外压力作用下蛋壳内部的内力和应力变化规律,计算出蛋壳内部不同方位和不同方向上内力和应力的变化值。对四种不同类型恐龙蛋的蛋壳应力值进行了比较,得出了影响应力大上小的因素和蛋壳在外压力作用下的破坏规律。     

过盈植入对种植体-骨界面应力分布影响的三维有限元分析

目的:应用三维有限元分析法研究牙种植体过盈植入对种植体-骨界面接触压力的影响.方法:选择直径为3.3mm的ITI种植体和成人离体下颌骨,模拟种植体植入下颌骨内,过盈量为0.5mm,建立三维有限元模型,应用ANSYS软件分析种植体-骨界面的应力分布情况.结果:种植体周围骨最大应力为48.796 MPa,应力分布均匀.种植体所受应力主要集中于颈部,最大应力值为87.832 MPa.结论:过盈量为0.5mm时,种植体-骨界面所产生的应力值在骨组织所能承受的最大应力值范围内,种植体所受到的应力值远远小于钛的屈服强度,从生物力学角度,周围骨所受应力在骨组织能够承受范围,种植体也不会断裂,过盈联结在临床种植时有其可行性.     

下颌骨骨折钛板内固定的临床体会

近年来,随着交通事业的发展,下颌骨骨折呈上升趋势,如何使骨折的复位固定更佳,减少患者痛苦,早期恢复口腔功能,在临床上尤为重要。我院自2003年采用钛板内固定治疗下颌骨骨折58例,获得满意疗效,现报告如下。1临床资料1·1一般资料我院自2003~2005年共收治下颌骨骨折病人58例,其     

恐龙蛋壳在外力作用下的三维有限元分析及其意义*

研究恐龙蛋壳在外力作用下的三维应力分布有助于了解恐龙蛋在自然埋藏下的破坏规律及其稳定性,大型通用有限元软件ANSYS为研究恐龙蛋壳的破坏规律提供了一种更为直观的方法。利用ANSYS有限元软件对产自山东莱阳的金刚口椭圆形蛋、广东南雄的瑶屯巨形蛋和粗皮巨形蛋,以及一窝未经描述过的发现于江西赣州的长形蛋科成员分别建立有限元模型,对其在50KPa均布荷载下的三维应力分布进行模拟计算,得出在外力作用下三维应力分布的精细化图像。结果表明最容易破坏区域位于蛋壳的钝端直径与尖端直径之间,且越靠近钝端直径越容易破坏,这与研究标本所观察到的破坏规律相一致,也与恐龙孵化出壳位置相吻合。钝端与尖端直径差别越大,两端的等效应力差别越明显,随着赤道半径与蛋壳厚度之比(R/h)的增大,蛋壳抵抗外部荷载的能力下降,蛋壳越容易破坏。     

LISS-DF近端螺钉不同固定方式的有限元分析

目的研究LISS-DF治疗股骨远端骨折近端螺钉不同固定方式对应力分布规律的影响,寻找符合生物力学原理的固定方式,为临床应用提供理论依据。方法在ANSYS9.0软件中建立LISS-DF钢板固定股骨远端骨折（AO/OTA33-A3型）的实体模型和有限元模型。在近端螺钉不同单、双皮质固定方式下,通过模拟生理应力做轴向加载实验并进行有限元计算和分析。结果1、3孔单2、4孔双皮质固定时,近端螺钉最大应力值在不同固定方式中最小为24.21975Mpa,位移值为0.131424um与其它固定方式相当且均较小,说明该固定方式可以取得较好的力学效果。结论近端螺钉靠近骨折端处双皮质固定,其余螺钉间隔单双皮质固定时,可以减少应力集中现象,得到更好的把持力,使固定更牢固,从而降低固定失败的风险性。     

基于有限元的第5 掌骨颈骨折钢板螺钉内固定的生物力学分析

目的：应用有限元方法建立三种不同的治疗第5 掌骨颈骨折的钢板螺钉内固定模型,比较三种模型的生物力学稳定性,为 第5 掌骨颈骨折的临床早期功能康复提供参考。方法：选取一名健康青年志愿者,将CT 扫描数据导入三维有限元软件建立第5 掌骨颈骨折模型,并选取三种钢板螺钉内固定方法进行骨折固定。对三种模型施加外力荷载并进行生物力学有限元分析,对比骨 折断端的最大位移和钢板螺钉的应力分布情况。结果：方法一、二、三的第5 掌骨骨折端的最大位移分别为0.189775 mm、 0.181428 mm、0.224299 mm,以方法二的骨折端位移最小;内固定材料的最大应力分别为1.20 KPa、1.00 KPa、1.39 KPa,以方法二 的钢板螺钉应力最小。结论：采用近端三颗螺钉远端两颗螺钉的直型钢板内固定方法治疗第五掌骨颈骨折的生物力学稳定性更 好,术后早期功能锻炼的安全性更高,是治疗第5 掌骨颈骨折的理想内固定方法。     

不同类型的下颌骨骨折的手术治疗

目的：评估不同类型的下颌骨骨折的手术入路及固定方法。方法：对于52例不同类型下颌骨骨折患者采用不同的口外或口内切口及相应的固定方法。结果：52例患者伤口全部一期愈合,51例咬合关系恢复到伤前咬合关系,1例出现咬合关系不良,X线检查骨折线队位良好。结论：对于不同部位的下颌骨骨折应采用相应的手术切口及固定方法,以获得最好的疗效。     

股骨骨折术后1年随访骨愈合模型的有限元分析

目的：对股骨骨折髓内钉术后1年骨愈合模型快速建模,通过有限元分析研究对比术前术后模型,通过术前判定内固定取出后骨折断端是否断裂。方法：运用Mimics、Geomagic Studio、Abaqus等软件采用快速个体化建模方法对股骨骨折髓内钉术后1年内固定取出术前后的多层螺旋CT数据进行快速建立模型,术前模型模拟剥除钢板后进行有限元分析,施加人体单腿站立时的静力载荷和约束,并将分析结果与术后模型进行对比,观察米塞斯应力分布情况、最大值及其所处部位。结果：按照材料属性进行区别显示米赛斯应力的最大值及最小值,在不同应力载荷下,手术前后各类型材料的米赛斯应力最大值及最小值部位相同,各类型材料中,最大值均没有位于骨折断端,不同方法的最大应力值部位相近,均在股骨中远端1/4交界处,手术前后应力分布基本相同。结论：采用个体化建模方法可以对骨折内固定取出前的骨愈合模型进行运算分析,快速预判术后是否导致骨折断端断裂。     

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.     

膝关节不稳对骨折愈合的影响(附3例临床分析)

目的:探讨膝关节不稳对骨折愈合的影响。方法:回顾性分析我院收治3例患者因早期未能准确诊治膝关节交叉韧带损伤,而导致同侧股骨干骨折术后不愈合的临床资料。我们从生物力学角度分析,交叉韧带对膝关节生理性制导及稳定作用,反之损伤后膝关节的生理运动一定程度的丧失,以及随之而来的载荷传导紊乱,从而导致膝关节不稳。膝关节不稳所引起骨折端应力改变,其对骨折愈合将产生怎样的影响。结果:如未能及时修复交叉韧带在患者股骨干骨折术后行CPM锻炼及部分负重行走时将传导以骨折断端以一种剪切、旋转的应力,同时下肢垂直的纵向压应力将难以传导至骨折端,可能导致股骨干骨折术后的延缓愈合甚至不愈合。结论:膝关节不稳定可引起同侧肢体骨折端的应力改变,可能导致骨折的延缓愈合甚至不愈合。     

膝关节不稳对骨折愈合的影响（附3例临床分析）

目的：探讨膝关节不稳对骨折愈合的影响。方法：回顾性分析我院收治3例患者因早期未能准确诊治膝关节交叉韧带损伤,而导致同侧股骨干骨折术后不愈合的临床资料。我们从生物力学角度分析,交叉韧带对膝关节生理性制导及稳定作用,反之损伤后膝关节的生理运动一定程度的丧失,以及随之而来的载荷传导紊乱,从而导致膝关节不稳。膝关节不稳所引起骨折端应力改变,其对骨折愈合将产生怎样的影响。结果：如未能及时修复交叉韧带在患者股骨干骨折术后行CPM锻炼及部分负重行走时将传导以骨折断端以一种剪切、旋转的应力,同时下肢垂直的纵向压应力将难以传导至骨折端,可能导致股骨干骨折术后的延缓愈合甚至不愈合。结论：膝关节不稳定可引起同侧肢体骨折端的应力改变,可能导致骨折的延缓愈合甚至不愈合。     

骨折外固定支架的生物力学原理与实验

骨折外固定支架是治疗股骨、胫骨,肱骨等骨折固定的器械之一。它的基本原理是利用力的平衡条件,由钢针发生变形而产生的力加于骨折端面上,促使骨折早期愈合。经多年来的临床实践证明,这种固定器能较好地对骨折愈合产生压缩刺激应力,有利于骨折愈合,且具有结构简单、使用方便的特点。