人工髋关节光弹实验研究

为了满足治疗关节炎和关节外伤的需要,七十年代世界各国已有几百种全髋假体设计作为定型产品应用于临床。然而人工关节研究面临着两大问题尚待解决。一为人工假体的生物匹配。所谓“生物匹配性”即是考虑植入人体之假体对人体的适应性,也就是假体材料应对人体无毒性,不引起变态反应和异常的新陈代谢,没有致癌性,对组织没有刺激性等等。二为人工假体的力学匹配,这要求假体有足够的抗拉强度和抗压强度以及适当的韧性,还要求疲劳强度和耐磨性,以及泡浸在血液、间质液、淋巴液、关节润滑液中的耐腐蚀性。人工关节的研究已成为医师和工程师共同关心和相互协作的间题。     

桡骨小头置换术的康复护理

人工关节置换术是用生物材料或非生物材料制成关节假体植入人体替代病损的关节结构的一类手术方法,其目的是消除疼痛、矫正畸形,重建一个稳定的关节,从而恢复和改善关节的运动功能[1]。术后及时有效的功能锻炼及康复护理是提高关节功能恢复的有效措施之一。我院2011年3月～2012年4月针对11例行桡骨小头置换术的患者有计划、     

人工关节假体无菌性松动动物模型的快速建立

目的:人工关节置换手术发展至今,取得了非常大的成功,已在临床解决了许多终末期的关节疾患。研究表明,假体无菌性松动的患者,其假体周围处于高骨更新状态。因此骨-假体界面的早期整合对于阻止磨屑颗粒和细胞因子的迁移至关重要,而限制人工关节假体使用寿命的一个主要原因是磨屑颗粒诱导的假体无菌性松动。在本研究中,我们旨在尝试使用107个UHMWPE颗粒快速建立人工关节假体无菌性松动的兔动物模型,以便为进一步探讨假体无菌性松动的机制及防治奠定实验基础。方法:我们用雌性新西兰大白兔建立动物模型,随机均分为实验组和对照组,在两组动物的左侧胫骨髓腔内植入羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)涂层假体。在实验组中,分别于假体表面和膝关节腔内植入0.5×10~7超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)颗粒。结果:同对照组相比,实验组动物的关节内压力更高、骨组织形态学参数更差、假体生物力学固定强度更低,同时,促炎细胞因子和骨更新标志均显著高于对照组。结论:我们使用很少的UHMWPE颗粒成功快速地建立了人工关节假体无菌性松动的兔动物模型,从而为今后人工关节假体无菌性松动的进一步研究奠定了实验基础。     

中药防治假体周围骨溶解的研究进展

现如今人工关节置换术越来越多的应用于重建关节功能改善关节疾病患者的生活质量,但是术后并发症严重影响了手术的效果,人工假体周围骨溶解及假体无菌性松动又是人工关节置换术后失败的主要原因之一,所以如何预防以及发病后如何去治疗成为现今关节医生面临的重要课题。OPG/RANKL/RANK系统,炎性因子的产生,破骨细胞、成骨细胞这些都是影响人工假体术后产生无菌性松动,和引发假体周围骨溶解的重要因素,有效药物的干预治疗成为现如今关节置换术后以及围手术期的热门话题,中药因其副作用小,疗效独特,及深入的研究逐渐受到广大医生的注意,因此中药在治疗人工假体松动及骨溶解方面也得到了重大突破,本文从中医肾藏精,精生髓,髓能养骨理论着手总结中药作用于OPG/RANKL/RANK系统,抑制炎性因子、破骨细胞及促进成骨细胞增殖的研究现状。     

骨科人工植入物金属材料及其失效原因分析

前言在骨科,临床应用于人体体内的装置可以分成两类:一类是暂时性的内固定装置,它用于骨折的固定,待骨折愈合后,内固定装置便可取除。这类装置包括各型接骨板、髓内钉、螺钉、钢丝等。另一类是永久性的人工假体,主要是各种人工关节,例如人工髋关节、膝关节、肩关节、肘关节、腕关节、颞颚关节及人工锥体等,它们替代因疾病或外伤而损坏的关节。这类装置中还包括矫形装置,例如矫正脊柱畸形用的哈氏棒(Harrington rod)、鲁氏棒(Luque rod)等。     

“中国力学虚拟人”研究及应用

该课题利用"中国可视化人"项目研究成果和志愿者的相关数据,建立了人体全身和部分细分部位的骨肌系统生物力学仿真模型。模型可以按真实对象进行改造,并可植入人工关节等植入物。在所建实验平台中,通过运动捕捉系统测得的或人为设计的运动数据,模型可以仿真人体各种行为运动,进行动力学分析,计算关节力、关节力矩和肌肉力。成果集成在所开发的软件CMVHuman1.0中,完成软件注册登记,并建立了产业化服务体系。成果已在临床医学和植入物设计中获得广泛应用,并扩大到体育科学、人体工程学、航空、航天和虚拟士兵等领域。     

髋关节假体脱位分析软件的设计与开发

目的研发了髋关节假体脱位分析软件。软件基于ADAMS/VIEW软件进行二次开发,能够可视化的构建三维参数化的髋关节假体模型,模型能够模拟假体的六种运动。应用此软件可以为病人更好的选择和植入假体,评估各种髋关节假体的安全活动范围,用来设计新的关节假体。     

运用偏振光观测聚乙烯磨屑颗粒诱导人工关节假体无菌性松动

目的:探讨运用偏振光显微镜来观测无菌性松动人工关节假体周围的聚乙烯颗粒分布,评估其在研究磨屑颗粒诱导假体无菌性松动机制及防治措施等实验研究中的可行性。方法:我们用雌性新西兰大白兔建立动物模型,在左侧胫骨髓腔内植入羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)涂层假体。并分别于假体表面和膝关节腔内植入0.5×107超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)颗粒。术后行四环素荧光双标记。膝关节滑膜组织苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色、骨组织改良丽春红染色后分别用普通光镜和偏振光镜观察,未染色的骨组织行荧光显微镜和偏振光镜观察。结果:在聚乙烯颗粒刺激下,膝关节滑膜组织增生明显,骨-假体结合差,假体周围骨小梁稀疏,偏振光显微镜可清晰显示双折光性的聚乙烯颗粒在膝关节分布于滑膜及其深层结缔组织中,在骨-假体间隙间大量充填,阻碍骨-假体整合。结论:运用偏振光显微镜可以清晰而简便地观察滑膜和假体周围的聚乙烯颗粒分布,与传统实验方法相比,更加直观、简便和经济。     

全膝关节置换术假体的三维有限元生物力学分析

分析基于MRI图像数据建立的膝关节有限元模型,并采用人工膝关节置换术对假体进行匹配,通过有限元法对匹配假体接触关节表面进行应力变化分析,为人工关节假体进一步研究提供理论依据。采用MRI对1名正常男性青年双膝关节进行扫描并获取二维图像数据,根据MRI扫描数据建立膝关节三维模型;根据实际假体模型经过逆向工程技术建立膝置换假体模型,在截骨的膝关节三维模型上装配置换假体,最终构建三维有限元模型,并进行相关的生物力学分析。进行置换术后膝关节在垂直受力的0°~90°屈曲运动中,相对于胫骨,内股骨滚动并向后方发生了滑动外旋;膝关节在90°~120°范围內侧髁向内后方滑动,并且外侧髁向上抬离处于内旋状态。在屈曲运动过程中,膝关节随着度数增加,聚乙烯垫片内侧后方出现应力集中情况,约为120°时垫片后缘产生较大的应力峰值;基于MRI图像扫描并通过有限元法建立膝关节三维模型,用于膝关节置换后生物力学分析,为进一步人工关节假体研究提供相应理论依据。     

基于CT的股骨有限元模型的建立及髋关节中空多孔假体植入后受力分布的初步研究

利用有限元分析的方法,对髋关节中空多孔假体植入后的受力分布改变进行研究,为改进中空多孔人工关节假体的设计提供依据.建立了股骨和假体三维有限元模型,应用有限元分析软件Ansys5.7模拟单腿负重状态,考察应力分布并进行比较.使用SPSS Statistics 17.0软件进行分析处理,绘制折线图.结果表明:a.开孔后张力侧最大压应力有所减小,开孔部位的应力水平变化不明显.b.与周围骨质形成连接后孔缘局部应力增加,张力侧受力改变不明显.c.短柄假体受力模式仍为远端应力集中;张力侧应力减小,开孔部位应力明显增加.d.下孔受力均大于上孔,受力方向基本一致.     

人体关节中的生物力学问题

本文以生物力学的观点总结讨论关节与人工关节所涉及到的力学、材料、设计问题以及关节置换、粘固剂等问题,亦对骨科具有临床参考意义。     

骨关节炎相关细胞因子及蛋白的研究进展

骨关节炎（osteoarthritis,OA）是人体中轴关节及外周运动关节最常见的退行性疾病,该病的临床症状表现为疼痛、关节僵硬和关节活动受限,罹患该病非常痛苦,严重影响生活质量,是成年人疼痛、运动功能障碍和致残的常见原因之一。OA是临床上常见的骨关节疾病,老年人多发,是老年人丧失劳动力的重要原因,对社会经济影响很大。国内外对OA的发病机制做了大量的研究,但其确切的病因及病理机制尚未完全阐明。目前,OA没有特效治愈方法,治疗目标局限于使用止痛药来缓解疼痛,并最终行人工关节置换手术。即使人工关节置换手术成功,人造关节寿命也是有限的,其他严重问题还有植入物的松动和失败等。因此,对该病病因、病理机制的探索成为目前的热点和焦点,也是解决OA这个问题的关键。本文就近年来研究较热门的骨关节炎相关细胞因子及蛋白做一综述。     

医用精密陶瓷材料

一、前言在各种医用人工材料中,陶瓷作为人体硬组织的替换材料被制作成人工牙根、人造骨、人工关节等。而这些人体的补缀材料长期以来一直是采用金属材料制作的。近年来,以无机材料为基体的复合材料已日益引起人们的兴趣。二、人体材料必须具备的条件 1.对人体的适合性。材料对人体的适合性要求是; ①无急、慢性毒性; ②无致癌性及抗原性; ③溶血性好,不会产生血栓; ④组织亲和性好,植入后不会遭到人体的排斥。 2.耐腐蚀性。人体材料在生物体内,即在电解质溶液的环境中不会产生氧化、遇水分解等化学变     

多孔全髋人工关节至少随访2年的观察

过去的十年,多孔全髋人工关节在国外已广泛应用。生物学固定的吸引力在于假体可直接和骨附着,其间没有纤维组织层。已证明假体和生长骨的界面可随时间而塑形,而且能难持人工关节的稳定。我院在1987年曾报告应用国产多孔人工全髋的初步经验。本文报告同一组和87年以后的病例,至少随访2年的结果,并特别考虑多孔假体股骨干的设计。     

基于聚醚醚酮的骨科植入材料生物相容性研究

本研究基于聚醚醚酮的骨科植入材料生物相容性的研究,进一步分析聚醚醚酮(polyether-ether-ketone,PEEK)骨科植入材料生物的相容性能,以有效提高其生物功能性,进而获得更加可靠的骨-植入体界面。本研究通过以新西兰大白兔为研究对象,采用改性/未改性的PEEK材料制备了腰椎模型并植入,最后进行了生物力学与Micro CT分析。实验研究表明,以改性及未改性的PEEK材料制备的腰椎假体在植入动物体内后后,动物体内未发生显著相关的急慢性毒性反应。对比植入的两种PEEK假体我们发现,改性的PEEK腰椎假体在植入动物后第4周,其临近椎骨的植入部位在骨体积分数等参数上发生了明显的改善(p0.05);植入后第8周检查,以骨体积分数(BV/TV)、(骨密度(BMD)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁分离度(Tb.Sp)以及骨表面体积分数(BS/BV)等为代表的多项重要的骨组织形态计量学参数均发生了显著的改善(p0.05)。同时,研究通过采用拔出试验来验证植入材料的生物力学性能,实验发现改性PEEK材料能够有效促进植入假体与椎骨的紧密结合。因此,实验中针对PEEK材料采用rh BMP-2与胶原蛋白对表面进行改性可以高效地、快速地达到效果,并且能够明显提高骨科植入的PEEK材料的生物功能性与生物相容性。     

新型人工椎间盘

美国AcroMed公司开发的这种新型人工椎间盘已由美国Lutheran医学中心首次植入人体,继后美国FDA批准第二代椎间盘假体在多个中心进行临床试验。 这种人工装置由用商业纯钛多孔涂层的     

我会假体医学工程研究会举行第二届年会

上海市生物医学工程学会假体医学工程研究会于1983年10月7日至8日在市科学会堂举行第二届年会。会议邀请了部分省市的伤骨科和康复工程专家参加,共收到学术论文52篇,内容有:关于上海四个区的伤残普查及治疗报告、论康复工程、各种人工假手、人工关节、假体的力学性能研究等,分别在大     

有限元分析法在腰椎生物力学研究中的应用及新进展

有限元分析法是指对复杂形态物体的应力及应变进行分析,具有力学性能测试全面、客观、可重复性的特点。目前,有限元分析法已被广泛应用于脊柱畸形、腰椎损伤以及假体植入等人体复杂结构生物力学的研究中。本文主要介绍有限元分析法在腰椎的椎体、间盘、韧带及肌肉组织中的应用,结合其概念、原理、建模方法等,总结该方法在新型内固定物力学特性研究中的优势,探讨其对不同植骨内固定术式选择的临床意义。     

金属植入材料在假体应用方面的研究进展

本文主要介绍了金属材料对在假体应用方面的研究现状,着重介绍金属植入材料的性能,深入剖析金属植入材料对于假体应用的可行性分析,进而推断其研究进展,做出今后的应用前景。     

重组人骨保护素对聚乙烯颗粒刺激的人工关节置换术患者外周血IL-6和TNF-α表达的影响

目的：探讨重组人骨保护素（rhOPG）对聚乙烯颗粒刺激的人工关节置换术患者外周血IL一6和TNF一0l表达的影响,分析rhOPG防止关节置换术后假体无菌性松动的应用价值。方法：收集2009年1月-2011年3月我院收治的人工关节置换术患者的外周血清60份,采用梯度离心法分离出单个核细胞,并将其随机分成5组,每组12份。对照组：单个核细胞,模型组：单个核细胞＋1X109／mL聚乙烯颗粒,低剂量组：单个核细胞＋1×109／mLL聚乙烯颗粒＋10ng／mLrhOPG,中剂量组：单个核细胞＋1X109／mL聚乙烯颗粒＋100ng／mLrhOPG,高剂量组：单个核细胞＋l×109／mL聚乙烯颗粒＋1000ng／mLrhOPG。通过酶联免疫酶联免疫法（ELISA）＇~4定各组细胞上清液中白介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子（TNF-α）的含量,并进行组间比较。结果i（1）模型组、低剂量组、中剂量组、高剂量组的IL-6、TNF-α．含量均显著高于对照组（P〈0．05）。（2）低剂量组、中剂量组、高剂量纽的IL-6、TNF—α浓度均较模型组低（P〈0．os）。（3）随着rhOPG浓度的增加,IL-6和TNF．仪含量逐渐降低,组间比较差异有统计学意义（P〈0．05）。结论irhOPG可抑制聚乙烯颗粒刺激的人工关节置换术患者外周血1L-6和TNF—α．的表达,可有助于防治人工关节置换术后的无菌性关节松动。关键词：人工关节置换术;重组人骨保护素;假体松动;白细胞介素-6;肿瘤坏死N子