从筋骨并重理论探讨三步三位手法治疗脊柱慢性筋骨疾患的生物力学机制

“三步三位手法”是我国已故骨伤科专家宋贵杰教授所创治疗脊柱及相关疾病的具有西部陇原特色正骨理筋手法,是根据人体脊柱生理和病理变化特点结合脊柱的解剖结构和生物力学特性,以“顺生理、逆病理”为理论基础,通过多年临床实践,综合临床疗效分析,不断传承创新发展基础上系统总结的一套完整的正骨理筋手法。对此手法在治疗脊柱慢性筋骨疾患的生物力学作用机制的研究尚不清楚,由此从“筋骨并重”探讨三步三位手法治疗脊柱慢性筋骨疾患的生物力学作用机制尤为重要,这将明确三步三位手法治疗脊柱慢性筋骨疾患所体现的“筋骨并重”“筋骨平衡”理论与生物力学作用机制,进一步丰富和发展中医理筋正骨手法治疗骨伤科各类疾病“筋骨并重”理论体系,对中医理筋正骨手法的创新发展具有深远意义。

中医“动静结合”理论与骨载荷自适应重构机制相关性探讨

“动静结合”是骨折治疗原则之一,其对骨折端的间歇性刺激具有促进骨折愈合的作用。然“动”“静”结合不当,易引发骨折延迟愈合甚至不愈合。骨折愈合过程中微动产生应压力载荷激发骨自适应重构,促进骨结构完整和骨生物机械功能恢复,然其机制仍不明确。本文从骨折愈合过程探寻中医“动静结合”理论与骨载荷自适应重构的相关性理论机制,科学阐释“动静结合”理论。

有限元分析法在脊柱生物力学中的研究进展

人体脊柱的解剖结构复杂,脊柱与周围神经和动脉等的位置十分接近,各个椎体之间应力的多变,韧带、肌肉连接的相互作用力的不同,为科研工作带来了巨大的挑战。基于有限元法的背景,归纳和整理了近几年有限元法在临床手术及力学分析等方面的研究进展,再结合研究进展探讨有限元法在脊柱生物力学应用中的不足。本文通过对近年来有限元在脊柱生物力学研究的文献进行回顾与展望,为临床医师的临床工作提供参考。

骨质疏松性椎体压缩骨折中生物力学变化的有限元研究进展

近年骨质疏松症的发病率逐年上升,骨质疏松性椎体压缩骨折作为其中最普遍且严重的并发症,伴骨质疏松症发病率的升高亦逐年增加,针对骨质疏松性椎体压缩骨折损伤机制和治疗的研究亦不断深入。有限元分析法通过计算机模拟人体各工况情况来分析和阐明骨质疏松性椎体压缩性骨折的损伤机制,并且可以清晰反映椎体的各个部位的受力状况。本文综述了近些年有限元分析法用于分析骨质疏松性椎体压缩骨折中生物力学研究取得的新进展,再结合新进展探讨有限元分析法出现的一些不足和未来的发展方向,以期更好为预防骨质疏松症患者发生脊柱骨折,避免在日常生活中超出脊柱稳定安全的活动范围提供指导价值。

基于“肝主筋、肾主骨”理论探讨OPG/RANKL/RANK信号轴与绝经后骨质疏松症的筋骨相关性

中医基础理论素有“肝主筋,肾主骨”之说,肝藏血主筋,筋束骨利关节,肾为先天之本,主骨而生髓,肝肾精血同源、筋骨相关,互资互生,二者共同介导机体器官、脏腑的发育、生长与衰退过程,尤其与骨细胞生长代谢机制关系密切。随着中医药分子生物学研究的深入,发现骨保护蛋白(OPG)/核因子-kB受体活化因子(RANK)/核因子-kB受体活化因子配体(RANKL)信号轴在骨代谢中发挥关键作用。本文基于“肝主筋,肾主骨”理论,从绝经后骨质疏松症的病因病机出发,从“肝肾论治,筋骨并重”角度将OPG/RANKL/RANK信号转导系统与骨代谢内环境稳态相结合,为中医药柔肝补肾、调筋养骨机制提供分子生物学、筋骨力学依据支撑,以期进一步指导临床论治。

基于中医“治未病”理念探讨其对骨质疏松症可控性危险因素的防治策略

骨质疏松症是一种隐匿性、渐进性的骨代谢性疾病,诸多危险因素诱发骨质疏松的发生发展,除年龄、体质、基因等不可控危险因素外,其余骨质疏松的诱导因素具备可控性,寻求某些预防策略对骨质疏松的可控性危险因素进行提前预警和防治尤为重要。中医“治未病”理念出自于《金匮要略》,其核心思想是“未病先防”“已病防变”“瘥后防复”,若将“治未病”理论与骨质疏松可控性危险因素防治相结合,对预防骨质疏松级联的发生意义重大。基于此,本文以中医“治未病”理念为基点,将骨质疏松的可控性危险因素与“治未病”分期分治特色相衔接,多轴多点整体调节骨代谢微生态平衡,降低骨质疏松人群的可控性危险因素级别,提高患者的生活质量,完善骨质疏松防治策略。

基于筋骨平衡理论探讨急性腰扭伤脊柱调衡机制

中医筋骨平衡理论由来已久,筋骨之间关系密切,相互依存、互为根本,筋骨动态平衡及动静力稳态对于维持人体脊柱关节的正常运动发挥重要作用,而筋骨失衡,即"筋出槽"和"骨错缝"使筋骨正常关系发生错乱,是导致急性腰扭伤发生的重要诱因;筋骨失衡状态下脊柱内环境稳态被打破,肌肉、韧带及小关节囊等组织的柔韧性、灵活性、约束性降低,对急性损伤暴力的耐受力减弱,急性腰扭伤风险不断增高。脊柱筋骨动态平衡理论在筋骨损伤的治疗中逐渐凸显,应用中医脊柱调衡法治疗急性腰扭伤已经得到临床实践。急性腰扭伤早期及时应用中医脊柱调衡法重建脊柱的筋骨力学动态平衡对其疗效和预后至关重要。本文主要从脊柱调衡法治疗急性腰扭伤的理论溯源、病机认识、现代力学机制研究及脊柱调衡治疗等方面展开论述,进一步梳理脊柱调衡法治疗急性腰扭伤的治疗策略,为临床治疗急性腰扭伤提供参考。

经皮内窥镜下腰椎间盘切除术治疗复发性腰椎间盘突出症并发症的Meta分析

目的:通过Meta分析评价经皮内窥镜下椎间盘切除术(percutaneous endoscopic lumbar discectomy,PELD)治疗复发性腰椎间盘突出症(RLDH)的临床相关并发症发生率,评估手术安全性。方法:计算机检索PubMed、EMbase、The Cochrane Library、CBM、WanFang Data和CNKI数据库,搜集有关PELD治疗RLDH相关并发症的临床研究,检索时限均为建库至2019年8月。由2名研究者独立筛选文献、提取资料并评价纳入研究的偏倚风险后,采用RevMan5.3软件进行Meta分析。结果:共纳入13个临床研究,包括1个随机对照试验和12个队列研究,共计患者1252例。Meta分析显示,PELD手术总体并发症[OR=0.46,95%CI(0.25,0.87),P=0.02]、硬脊膜撕裂发生率[OR=0.16,95%CI(0.05,0.56),P=0.004]低于椎板开窗髓核摘除术(P<0.05),但与MED、MIS-TLIF相比,术后总体并发症发生率、硬脊膜撕裂、神经根损伤、髓核摘除不彻底发生率差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:PELD治疗复发性腰椎间盘突出症较椎板开窗髓核摘除术并发症发生率低,安全性较高,在排除影像学腰椎失稳的情况下,是一种较为安全有效的治疗手段。

骨质疏松症患者脊柱胸腰段椎体力学稳定性变化与椎体压缩性骨折风险预测的有限元分析

目的:通过有限元分析骨质疏松症(OP)患者的脊柱胸腰段椎体在不同运动状态下椎体力学稳定性变化,与人体正常模型进行对比分析,针对椎体是否存在压缩性骨折的风险进行预测,为干预性策略标准化建立和完善提供理论和生物力学依据。方法:选择没有脊柱胸腰段椎体伤病史的健康志愿者男女各1人;选择2例住院老年OP女性患者胸腰椎CT及MRI扫描资料。建立T11~L2骨质疏松性椎体的三维有限元模型并验证有效性。在正常生理载荷分析不同运动状态下的生物力学变化,对两组模型之间椎体、关节突关节、终板、纤维环、松质骨、椎间盘、髓核的Von Mises应力及椎体最大位移进行比对分析,同时对应力云图进行比对,分析其生理与病理关节应力变化。结果:正常人体与OP患者脊柱椎体的材料属性、弹性模量、刚度、强度以及所处的力学生物学环境变化进行分析结果表明,OP患者在脊柱前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转、轴向7种不同运动状态下与正常人体脊柱胸腰段相比较,椎体、关节突关节、椎间盘、终板、纤维环、髓核的Von Mises应力有明显降低趋势,椎体最大位移呈现增大趋势。此外本研究对OP模型的建立并非采用文献中降低正常皮质骨、松质骨、终板弹性模量的模型,而是采用临床中根据CT数据、临床症状、骨密度等明确诊断的OP患者数据,与目前文献所提供的模型数据对比,更符合临床OP患者真实的脊柱胸腰段椎体与附属结构的生物力学特性和属性变化。与正常人体模型相比较,从筋骨系统进行分析,骨与肌肉、韧带所代表的动静力变化都有明显降低,这也印证了临床真实数据的变化。结论:OP患者脊柱胸腰段椎体应力分布不均匀、应力的集中趋势导致脊柱胸腰段椎体、椎间盘、髓核、纤维环、关节突及周围附属结构应力异常变化,即骨弹性模量的异常改变、周围附属结构的束缚力下降,引起筋骨系统平衡失常和长期稳定性下降,进而增加脊柱胸腰段椎体骨折的退变过程和风险,通过有限元分析针对椎体压缩性骨折风险建立标准化预防策略,提供理论和生物力学依据。

骨性关节炎软骨细胞自噬中医药研究进展

骨性关节炎是临床上中老年人常见的关节退行性疾患,症状多表现为关节疼痛、活动受限与功能下降。其防治已成为现代医学的研究热点,但学术界对其发病机制尚未完全明确。随着现代医学对该病的研究日趋深入,发现软骨细胞自噬与该病的发生有一定相关性。研究表明,中医药可影响软骨细胞自噬基因表达。本文就中医药对骨性关节炎软骨细胞自噬影响的研究进展进行综述。

中药干预骨质疏松症细胞自噬的研究进展

骨质疏松症是多种病理因素共同作用导致的全身性骨代谢疾病,较高的发病率、致残率以及发病机制尚未明确使该病的防治成为棘手的公共卫生难题。随着现代医学对该病的研究日趋深入,发现细胞自噬在骨质疏松症的发生发展中扮演重要角色。自噬作为机体必不可少的细胞机制,通过清除衰老受损的细胞器和错误折叠的蛋白质,以确保实现细胞稳态以及细胞器的自我更新。在骨质疏松症的进展过程中,自噬不仅参与了成骨、破骨以及骨髓间充质干细胞的增殖分化、功能发挥过程,在维持骨稳态方面更是充当了至关重要的调控角色。虽然骨质疏松症与自噬之间的可能联系及相互作用机制不断被揭示,但以此为切入点的药物靶点设计尚未展开。中药防治骨质疏松症优势明显,效果显著,并且诸多研究证实中药可通过激活自噬相关途径来调控细胞自噬水平,在神经退行性疾病、代谢相关疾病、心脑血管疾病及肿瘤防治等研究领域发挥作用,因此有效调节细胞自噬水平已成为中药防治骨质疏松症新的靶向研究策略。本文就中药对骨质疏松症细胞自噬的影响及最新进展进行综述,以期为中药防治该病提供新的理论依据。

基于CT影像的骨质疏松性胸腰椎压缩骨折PKP术后三维有限元力学模型的建立与验证

目的:建立胸腰椎(T11-L2节段)的三维有限元模型,并验证其生物力学分析有效性。方法:筛选1名T12椎体骨质疏松性压缩骨折的志愿者为建模对象,利用64排螺旋CT进行连续性扫描,扫描区域为脊柱胸腰段T11-L2节段。将CT数据读盘为DICOM格式,导入Mimics 19.0软件进行原始模型的提取与转化;Geomagic Warp 2017软件进行特征去除、光顺、曲面实体拟合;Solidworks 2017软件进行零件结构的组装与附属结构生成;Ansys Workbench 17.0软件添加材料属性、边界条件、坐标及载荷设定及生物力学分析。结果:成功建立了T12椎体压缩骨折T11-L2节段的经皮椎体后凸成形术(PKP)术后三维有限元模型,并测得其前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转时的角位移分别为8.3°、3.8°、7.8°、7.6°、3.7°、4.0°,与以往力学实验验证结果位移趋势一致。结论:基于有限元建模软件能成功建立骨质疏松性椎体压缩骨折PKP术后有限元数字模型,有效性验证合格,所建模型可靠,具备生物力学测试性能。

老年肱骨近端骨折内侧柱重建的研究进展

肱骨近端内侧柱是肱骨头内下方的一段连续骨皮质区域,该区域自被提出以来,越来越受到临床和科研的重视。研究发现它有增加内固定的稳定性,维持肱骨头高度,防止内翻,以及降低螺钉穿出的风险等作用,生物力学研究也表明,内侧柱在增加锁定钢板的刚度、抗扭转力、抗剪切力等方面有突出的表现。虽然有诸多好处,但它的概念、具体区域尚未有统一的定义,并且现有的分型未涉及内侧柱,还需更多的研究来提供支撑。内侧柱重建的方式主要包括锁定板联合肱骨距螺钉支撑、锁定钢板联合植入骨支撑、内外侧双钢板联合支撑、锁定板联合骨水泥、肱骨笼,这几种方式各有其特点,但会增加手术的成本以及带来新的并发症,如何确定最佳的重建方式是未来研究的重点之一。

基于筋骨并重理论对体外冲击波治疗慢性筋骨病的作用机制的探讨

体外冲击波(Extracorporeal shock wave,SW)早期在泌尿系结石的治疗中被广泛应用,其主要原理是其产生的适度当量冲击波对病变靶点异常组织的振动解离效应。慢性筋骨病是骨科筋骨系统较为常见的一种慢性疼痛性疾病,近年来诸多学者尝试将体外冲击波应用于骨科慢性筋骨病的治疗,发现其疗效显著。因此,以“筋骨并重”理论为切入点来探讨体外冲击波对慢性筋骨病的治疗效应依据充分。但其对肌肉-骨骼系统的筋骨病变的治疗机制目前尚不十分清楚。其机制可能是体外冲击波对肌肉-骨骼系统的筋骨病变靶点具有弥散式修复重建效应,将机械能量学刺激转化为生物学效应从而调整了“筋骨失衡”的生物力学紊乱及筋骨内环境失调状态,最终重建了筋骨软组织生物力学平衡。基于此,文章主要从体外冲击波对慢性筋骨病治疗的理论溯源、机制研究及临床应用等方面展开,以明确其治疗慢性筋骨病的筋骨生物力学机制,以期能够更好地指导临床。

不同方法治疗骨质疏松性胸腰椎压缩骨折椎体力学稳定性变化差异的有限元分析

目的:通过有限元分析不同微创治疗方法对骨质疏松性椎体压缩骨折(OVCF)伤椎高度恢复不全状态下与人体正常模型、骨质疏松症(OP)患者模型进行对比分析,结合临床实际针对T12、L1椎体在骨折治疗后椎体高度丢失相同状态下不同工况条件对脊柱及相邻椎体附属结构的应力变化差异进行有限元分析,为OVCF的治疗筛选最佳的治疗策略和生物力学变化特征提供依据。方法:选择健康志愿者2人,X线检查排除胸腰椎相关病变,无明显畸形、增生、退变等,同时排除其他脊柱疾患病史、脊柱手术病史。另外选择2例住院老年骨质疏松女性胸腰椎CT及MRI扫描资料,通过PACS影像系统对符合条件的经过PKP、中医过伸复位法配合PKP、PVP治愈的临床真实病例6例,提取其CT及MRI资料,建立T11~L2三维有限元模型并验证模型有效性。施加生理正常载荷大小的轴向、前屈、后伸、侧屈载荷后求解,分析不同运动状态下的生物力学变化。对8组模型之间椎体、纤维环、椎间盘、髓核的Von Mises应力及椎体最大位移进行比对分析,同时对应力云图进行比对分析其生理与病理关节应力区域变化。结果:从椎体应力结果分析看,与正常人体脊柱胸腰段模型应力变化比较,经椎体强化术后PKP、PVP治疗在脊柱前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转、轴向7种不同运动状态下,其椎体结构包括椎体、椎间盘、纤维环、髓核的Von Mises应力有明显增大趋势,而OP者上述指标有明显降低趋势,椎体最大位移呈现增大趋势。对于T12椎体压缩性骨折经骨水泥强化术后,其在左右旋转运动状态下椎体、关节突关节应力明显增大。纤维环、椎间盘的应力变化略低于正常人,其中T12~L1纤维环、椎间盘应力在L1椎体压缩性骨折经PKP治疗后明显高于正常人。髓核应力变化OP患者明显低于正常人,椎体强化术后高于正常人。对终板的应力变化影响主要体现在骨折椎体经骨水泥强化术后(PKP、PVK、手法配合PKP)对邻近椎体终板应力有明显的增加,这印证了临床中经椎体强化术后患者远期对邻近椎体退变有明显影响。与正常人体模型比较,从筋-骨系统进行分析,骨与肌肉、韧带所代表的动静力变化都明显降低。结论:采用中医过伸复位法配合PKP方法能使纤维环、椎间盘、髓核及相邻椎体终板、关节突软骨的应力变化幅度减小,趋于一种稳定状态,降低了远期伤椎高度丢失、并发再骨折以及相邻椎体再骨折的发生比率,提高其远期疗效和增加OVCF胸腰段治疗后筋骨系统的稳定性。对治疗OVCF风险预防策略的标准化建立和完善提供理论和生物力学依据。

有限元分析在治疗骨质疏松性椎体压缩骨折生物力学研究中的应用

对于骨质疏松性椎体压缩骨折(OVCF)的治疗,椎体成形术已成为临床上治疗该病的常用方法,早期使用椎体成形术对椎体进行有效撑开,防止了椎体的进一步塌陷和脊柱力学失稳,减少了卧床并发症,提高了患者的生活质量,具有较好的临床疗效。同时,进一步明确椎体压缩骨折发生的生物力学特点和机制对该病的防治具有重要临床价值,随着计算机软件开发和应用的飞速发展,有限元分析(FEA)在骨科生物力学研究中的应用已经非常成熟。FEA因其具有数字化建模、仿真度较高及运算精准等优势,在椎体成形术治疗OVCF的生物力学研究中应用日趋成熟,并且取得了一定的研究成果。文章通过综述近年来FEA在OVCF生物力学研究中的应用情况,重点分析了椎体成形术治疗OVCF术前、术后以及椎体本身及相邻椎体的生物力学特性变化规律的FEA成果,从力学机制角度对该病的防治策略提供思路,以进一步指导临床实践。