有限元法分析儿童发育不良髋关节“人”字型固定后的应力特征

背景:目前对于儿童发育性髋关节发育不良患者复位后固定的体位有很大争议,虽然大家公认髋关节的外展角度大有助于复位后关节稳定,但外展角度越大,生物力越异常,股骨头髋臼间压力越大,进而容易引起股骨头坏死。当前"人"字型固定是临床常用的固定体位,但其生物力到底如何分布尚不明确。目的:利用有限元分析方法,研究发育性髋关节发育不良患儿在"人"字型固定后髋关节的生物力分布情况,探讨临床合理的固定体位。方法:选取1例来沈阳医学院附属中心医院就诊的单侧发育性髋关节发育不良患儿骨盆和股骨近端原始CT数据,导入Mimics15.0软件,经区域增长、编辑笼罩、光滑、包裹等处理重建双侧髋关节三维有限元模型,并在Hypermesh12.0软件中进行网格划分、定义材料属性、设定边界条件、加载负荷,模拟"人"字型固定时髋关节体位及受力情况进行三维有限元计算分析。得到骨盆、髋臼和股骨近端的VonMises应力分布云图和力学位移云图,评价力学云图特点并计算出股骨头与髋臼间的平均接触压力,最大接触压力和接触面积。结果与结论:①"人"字型固定时脱位侧的股骨头髋臼间平均接触压力、最大接触压力及股骨头所受VonMisas应力峰值都高于未脱位侧,头臼接触面积小于未脱位侧,头臼接触面积、最大接触压力和股骨头所受VonMisas应力峰值比较差异有显著性意义(P<0.05);②结果证实,对发育性髋关节发育不良患儿而言,静态的"人"字型固定时脱位侧髋关节生物力分布异常,股骨头臼间存在较高压力,容易股骨头坏死。试验方案已经于2018年通过沈阳医学院附属中心医院医学道德伦理委员会批准(批准号:20180987)。

烟熏与大鼠的骨骼密度

背景:骨质疏松症是由多种原因引起骨代谢异常、骨密度下降的全身性疾病,临床研究发现多数骨质疏松患者有长期吸烟病史,但是吸烟是否与骨密度降低有直接关系目前尚没有定论。目的:探讨烟熏与大鼠骨密度变化的关系,进而评价吸烟与骨质疏松的关联。方法:选择Wistar大鼠40只,随机分为2组,烟熏组大鼠20只作为实验组,模拟人类吸烟过程应用被动吸烟动物染毒系统烟熏,每次应用20支香烟熏40 min,2次/d,连续8周;未烟熏组20只作为对照组,仅饲养于被动吸烟动物染毒系统内8周,不予以烟熏,两组大鼠的自然实验环境、喂养饲料、供水量等其他方面完全相同。应用双能X射线骨密度仪分别于实验开始前、实验开始4,8周测量大鼠双侧股骨及L5腰椎的骨密度,取平均值;同时测量大鼠的体质量变化。结果与结论:①两组大鼠在实验开始前骨密度和体质量比较差异均无显著性意义(P>0.05);②实验开始第4周,进行烟熏的实验组大鼠的骨密度值低于未烟熏的对照组[(225.50±10.11)mg/cm^(2)vs.(238.86±11.53)mg/cm^(2),P=0.002];实验开始第8周,实验组大鼠的骨密度值进一步降低,低于对照组[(201.98±15.58)mg/cm^(2)vs.(240.26±13.69)mg/cm^(2),P=0.013];③实验开始第4周,实验组大鼠的体质量低于对照组[(236.4±15.3)g vs.(258.8±19.6)g,P=0.026];实验开始第8周,实验组大鼠的体质量仍低于对照组[(278.9±18.1)g vs.(339.5±13.3)g,P=0.008];并且实验组后4周(5-8周)体质量增长量明显小于前4周(1-4周),差异有显著性意义(P=0.006),而对照组体质量增长则无明显差别(P=0.081);④结果显示烟熏可以使大鼠的骨密度减低、体质量增长缓慢,说明吸烟与骨质疏松有密切的关系,临床上应注重对骨质疏松患者吸烟的控制,以达到有效治疗。