天鹅型记忆加压接骨器记忆生物力学实验研究

目的通过对天鹅型记忆加压接骨器(swan-likememorycompres-sionconnector,SMC)进行力学测定,分析相关记忆生物力学意义。方法分别选取成人尸体湿肱骨,制作骨折模型,包绕压敏胶片后以SMC固定,测定加压支和环抱支固定骨折时的应力值。结果环抱支与肱骨接触部位的应力范围是2.42～22.68N,而SMC加压支在骨折断面产生的应力较大区的压应力为13.6MPa左右。结论SMC的环抱支应力有利于固定骨折两断端,加压支在骨折断面形成的应力场有利于骨折的愈合。

比较加压钢板、髓内钉及天鹅型记忆接骨器对犬股骨骨折愈合的影响

目的 :对比钢板、髓内钉和天鹅型记忆接骨器 (SMC)内固定对于骨折愈合的影响。 方法 :30只成年家犬随机分为SMC与钢板、SMC与髓内钉两个自体对照组 ,每组再分 5、10、2 0、40、80 d共 5个亚组。建立股骨骨折模型 ,并分别进行内固定。术后 5、10、2 0、40、80 d分别处死各亚组动物 ,通过不同时期的大体标本测量 ,骨折区灰度密度积分等方法来研究骨折愈合速度。结果 :髓内钉侧骨痂出现较早 ,量较大 ,骨折线消失较晚 ,骨折区灰度密度积分最高 ;钢板侧骨痂出现较晚 ,量较少 ,骨折线消失最晚 ,骨折区灰度密度积分较低 ;SMC侧基本无骨痂出现 ,骨折线消失最早 ,骨折区灰度密度积分较高。结论 :SMC有利于骨折愈合 ,且骨折愈合质量较高。

上肢骨干天鹅型记忆接骨器的设计与临床应用

目的 :研制应用于上肢骨干骨折与骨不连内固定的新型记忆合金接骨器。方法 :利用镍钛合金与上肢骨干解剖生理的特性和特征 ,采用光弹、电测及三维有限元法研制天鹅型记忆接骨器 (SMC)。临床应用于锁骨、肱骨、尺桡骨干骨折与骨不连 188例 2 43根 ,平均随访 2 .2 5年。结果 :SMC在轴向多点位抗剪、折、旋 ,持骨力 98.40～ 12 5 .0 5 N;在纵向 ,将 15 2～ 196 N的记忆应力作用于骨断端。骨不连 92例 10 6根 ,平均术后 3.8个月 ,不连处为类骨板样骨替代 ;骨折 93例 134根 ,平均术后2 .6个月骨折处为骨板样愈合。全部病例无感染、无取出本器后再骨折和因本器所致的关节功能障碍。优良率 98.76 %。结论 :SMC多点位轴向持骨、纵向加压 ,是治疗上肢骨干骨折与骨不连新而有效的技术与方法。

天鹅型记忆接骨器治疗肱骨骨折和骨不连的三维有限元分析

目的 :研究天鹅型记忆接骨器 (SMC)治疗骨折和骨不连及其产生的动态记忆应力促进骨愈合的生物力学基础。 方法 :利用计算机仿真三维有限元技术 ,对 SMC固定肱骨的生物力学行为进行模拟 ,接骨器有限元模型共划分了 3 487个单元 ,节点数为 5 397,单元采用 2 0节点四面体三维砖块单元 ;肱骨有限元模型共划分 5 783个单元 ,节点数为 986 3,单元采用 10节点四面体三维单元。结果 :接骨器固定肱骨后其内表面受拉力 ,外表面受压力 ,变形最大的加压部第一结构主应力最大值分别为 2 2 4.5 MPa和 - 34MPa,远小于其极限应力与疲劳极限 ;其维持轴向的动态记忆持骨力为 12 5 .0 5 N,纵向动态记忆加压力 196 N;被固定肱骨应力分布均匀 ,各节点所受应力主要为正应力。结论 :SMC有良好的耐疲劳与重复使用性 ,其固定后产生的动态记忆加压应力场 ,有利于固定肱骨的稳定并促进骨愈合。

天鹅型记忆接骨器治疗肱骨骨折和骨不连的生物力学研究

目的 :研究天鹅型记忆接骨器 (SMC)治疗骨折骨不连的生物力学特征。 方法 :利用电测、二维 (2 D)、三维 (3D)光弹性技术 ,通过贴片、标定电测得到 SMC的载荷 -应变曲线 ,并通过固定新鲜人体肱骨 ,计算 SMC的动态记忆持骨力值 ;通过 2 D光弹性技术计算 SMC鹅颈加压部动态记忆加压力值 ;用精密浇铸法得到肱骨环氧树脂 3D光弹性模型 ,模仿临床使用 ,得到SMC固定下的肱骨模型 3D应力场分布 ,同时利用 L eize偏光显微镜结合三维光弹法 ,计算肱骨模型考察点 3D应力场中的 6个应力分量。 结果 :电测 SMC动态记忆持骨的生物学力值为 110 .35 N。 2 D光弹测得纵向动态记忆加压力为 16 3.88N。 3D光弹测得 SMC的鹅颈 -加压部、鹅体 -接骨板部、鹅翼 -持骨部三部相互协调 ,记忆持骨 ,形成动态 3D立体固定 ,产生全场应力分布。3D应力分离表明 SMC固定后骨折端的应力基本为正应力。结论 :SMC空间立体记忆固定的应力场 ,有利于骨折、骨不连的治疗 。

天鹅型记忆接骨器对犬股骨骨折愈合的影响

目的 :探讨天鹅型记忆接骨器 (SMC)内固定对骨折愈合的影响及其机制。方法 :2 5条家犬两侧股骨中段横型截骨 ,左侧以 SMC内固定 (SMC组 ) ,右侧以加压接骨钢板 (CP组 )内固定。术后 1、2、4、8、12周行 X线摄片、三点折弯测试、骨组织形态测量观察。 结果 :X线显示在 SMC组术后 4周骨折愈合 ,CP组在 8周 ,SMC组愈合过程中未见明显的外骨痂及骨质疏松。骨折后 4、8、12周 ,SMC组骨痂内新骨生成量、截骨处骨皮质厚度和固定段骨力学强度均高于 CP组 (P<0 .0 5 )。结论 :与CP比较 ,SMC内固定可对骨折起到有效内固定和持续加压作用 ,使骨愈合时间缩短 。

天鹅型记忆接骨器内固定对骨折局部转化生长因子β表达的影响

目的 :探讨天鹅型记忆接骨器 (SMC)内固定对骨折愈合过程中 TGF- β表达的影响。 方法 :取新西兰大白兔 35只 ,建立兔双侧肱骨骨折后 SMC和动力加压接骨板 (DCP)内固定模型 ,分别于术后 1、3、7、1 4、2 1、2 8和 5 6 d各处死 5只兔 ,在骨折局部取材 ,应用免疫组化 En Vision法进行标本中 TGF- β定位检测 ,并结合计算机图像分析系统检测骨折局部 TGF- β的阳性染色强度、阳性面积及阳性指数。结果 :SMC和 DCP固定后骨折愈合过程中 ,间充质细胞、成骨细胞、软骨细胞及基质中均有 TGF- β阳性染色。骨折早期 ,两组 TGF- β含量无显著差异 ;术后 7～ 2 8d,SMC组 TGF- β含量明显高于 DCP组 (P<0 .0 5 ,P<0 .0 1 ) ;术后 5 6 d两组间 TGF- β含量无差异。 结论 :在软骨形成阶段和软骨内成骨阶段 ,SMC内固定下骨折端 TGF- β呈高水平表达 ,从而促进骨折愈合 ,与 SMC所产生的持续动态加压应力有关。

天鹅记忆加压接骨器治疗肱骨骨折加载应力的选择

目的:分析天鹅记忆加压接骨器(swan-likememoryconnector,SMC)固定肱骨时不同应力加载的选择,为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据。方法:选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像,采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨、SMC以及SMC固定肱骨的三维模型。结果:所构建SMC固定肱骨三维模型,逼真反映真实解剖形态及生物力学行为,同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况。结论:SMC固定肱骨三维有限元模型的构建,可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。

天鹅加压接骨器影响骨折愈合记忆生物力学实验研究

目的观察天鹅记忆加压接骨器(SMC)对骨折愈合影响,进一步探讨其生物力学意义和记忆生物力学机制。方法25只家犬两侧股骨中段横型截骨,左侧以SMC内固定,右侧以加压接骨板固定,术后1,2,4,8,12周行X线摄片、三点折弯测试观察。结果SMC组内固定后骨折愈合时间明显早于对照组,且愈合过程中未见明显的外骨痂及骨质疏松。骨折后4,8,12周,SMC组截骨处骨皮质厚度和股骨力学强度均高于对照组。SMC组4,8,12周内固定骨折愈合过程中生物力学测试结果分别为(48±13),(79±15),(86±18),与钢板组比较具有差异显著性的意义(P<0.05,t=7.56,P<0.01,t=4.33)。结论SMC内固定可起到有效内固定和持续加压作用,使骨愈合时间缩短,提高了固定段骨的力学强度。

天鹅型记忆接骨器的研制及其对全髋关节置换术后股骨骨折的治疗

目的 :研制一种专用于人工髋关节置换术后股骨骨折治疗的天鹅型记忆接骨器 (SMC)。方法 :依股骨的解剖学及生物力学原理 ,设计了用于人工髋关节置换术后股骨骨折的 SMC。临床应用 3例 ,平均年龄为 6 7岁。 2例为假体远端处股骨骨折 ,1例为假体部股骨粉碎骨折。术后不用外固定 ,作早期功能锻炼。结果 :平均随访 49个月 ,术后 12～ 14周骨折愈合 ,SMC固定可靠。患者扶拐下地行走 2周后弃拐。假体稳定 ,无 X线松动表现。 Harris评分为 92分。 结论 :SMC固定骨折后 ,能够达到抗剪、抗折、抗旋并能持续记忆加压于骨断端 ,促进骨折愈合 。

天鹅型记忆接骨器对骨折愈合影响的超微结构研究

目的 :对比天鹅型记忆接骨器 (SMC)与加压接骨板 (CP)固定下骨折愈合的组织学和细胞超微结构变化 ,探讨 SMC内固定下骨折愈合的特点。方法 :2 5只家犬两侧股骨中段横型截骨 ,左侧以 SMC内固定 ,右侧以 CP固定。术后 1、2、4、8、12周行 X线摄片、光镜、电镜观察。结果 :X线显示 SMC组内固定后 4周 ,骨折初步愈合 ,CP组在 8周骨折愈合 ,SMC组愈合过程中未见明显的外骨痂及骨质疏松。骨折后 2、4周时 ,SMC组骨痂内成骨细胞和成软骨细胞在数量上高于 CP组 ,功能活跃。8周时 SMC组骨折端已出现板样骨替代 ;CP组发生骨性连接 ,板下已出现骨吸收腔和退变相骨细胞。 12周时 SMC侧骨皮质出现部分吸收腔 ,CP组板下骨皮质吸收腔更趋明显。结论 :与 CP相比 ,SMC内固定可使骨折端稳定的同时 ,又可对骨折断端施加主动的、持续的轴向应力刺激 ,有利于促进骨折愈合和骨改建。

天鹅型记忆接骨器的生物力学因素探讨

介绍天鹅型记忆接骨器治疗四肢长管壮骨骨折的生物力学因素,并与AO钢板作了对比分析。

天鹅型记忆接骨器对大白兔骨折愈合骨矿含量及力学性能的影响

目的 探讨天鹅记忆接骨器 (SMC)对实验性骨折愈合的骨矿含量和力学性能的影响 ,揭示其促进骨折愈合的机制。方法 40只新西兰大白兔双侧肱骨干截骨后 ,随机选取一侧用天鹅型形状记忆接骨器固定 (SMC组 ) ,对侧用 4孔加压接骨板 (DCP)固定 (DCP组 ) ,分别在术后 2、4、8、12、16周时杀死取材 ,行骨折部骨矿密度测量和抗拉伸力学性能测试 ,观察固定段骨矿含量和力学性能变化。结果 术后 4周开始 ,SMC组骨矿含量开始高于DCP组 (P <0 0 1) ,至术后 16周时 ,两组含量接近。在同一时间段内 ,SMC组的抗拉伸刚度明显优于DCP组 (P <0 0 5或P <0 0 1)。DCP组术后 12周以后 ,其力学性能即不再增加。结论 SMC与DCP相比 ,具有材料特性和几何构型上的优势 ,有助于骨折愈合过程中骨矿物质的沉积 ,防止固定段骨骨质疏松发生 。

天鹅型记忆接骨器加自体髂骨植骨治疗尺桡骨骨不连

目的:探讨一种新型内固定物-镍钛合金天鹅型记忆接骨器(SMC)在尺桡骨骨不连治疗中的应用。方法:1990年8月至2002年8月,对58例尺、桡骨骨干骨不连,采用自体髂骨植骨+镍钛合金天鹅记忆接骨器内固定术治疗。结果:术后随访5.5月至6年,平均2.5年。术后平均3.8月,骨不连处为类板样骨替代,最终均获得骨性愈合。全部病例无感染、无取出本器后再骨折和因本接骨器所致的肘、腕关节运动及前臂旋转功能障碍。结论:SMC多点位轴向持骨、纵向加压,操作简便,是治疗尺桡骨骨干骨不连有效的技术与方法,值得临床推广应用。

天鹅型记忆接骨器三维模型的构建及其生物力学意义

目的介绍天鹅型记忆接骨器(swan-likememorycompressionconnector,SMC)三维模型的构建并进行三维有限元计算及分析,探讨相关的记忆生物力学意义。方法采用大型有限元分析软件ANSYS5.6,通过拆分SMC,分别将5部分建模后,生成体积从而建立SMC三维模型。结果所构建SMC三维模型,逼真反映SMC的真实形态及生物力学行为,同时与肱骨模型有较高的帖服。结论SMC三维有限元模型的构建,可以为SMC治疗肱骨骨折骨不连的力学行为以及SMC相关力学基础研究提供精确模型。

桡骨远端解剖型镍钛记忆合金接骨器治疗桡骨远端骨折的生物力学特性

目的寻求桡骨远端解剖型镍钛记忆合金接骨器(anatomicinferiorextremityofradiusNi-tinolmemoryconnector,AIER-NTMC)治疗桡骨远端骨折的生物力学特性。方法采用虚功原理及莫尔方法,计算AIER-NTMC固定桡骨远端骨折时在骨折断面及周围所产生的应力并构建应力场。结果桡骨远端AIER-NTMC环抱支受力和环抱支端点处位移δ之间的关系:当接骨器产生8%的弹性变形时,由几何条件δ=4.17mm,P=24N,产生的压强为2.00～2.67MPa。结论AIER-NTMC在骨折线周围的应力分布合理,轴向持骨有利早期骨折端的固定,加压支纵向加压可明显降低骨折线吸收后的应力遮挡率。

天鹅记忆接骨器治疗兔肱骨干骨折

目的观察天鹅记忆接骨器(SMC)治疗动物肱骨干骨折的疗效。方法选用新西兰大白兔30只建立肱骨干骨折模型,一侧用SMC固定,对侧以4孔动力加压接骨板(DCP)作为对照。术后2、4、8、12周拍片观察骨愈合情况。结果术后动物全部成活,前肢负重明显少于后肢。SMC侧骨折端直接由板层骨替代连接,既不出现外骨痂,也无板下皮质骨疏松,对照侧骨折愈合速度慢,且部分骨断端有骨痂生成,所有骨干局部出现骨质疏松。结论兔肱骨干的生物力学特性和解剖形态与人肱骨干非常接近,其骨折内固定模型是研究SMC促进骨折愈合的机制的理想实验工具。

天鹅形状记忆接骨器治疗30例肱骨干骨不连

目的探讨天鹅形状记忆加压接骨器(SMC)治疗肱骨干骨不连的临床疗效。方法30例肱骨骨不连患者全部采用SMC进行治疗。术后根据正侧位X线片复查骨不连愈合情况,应用Neer-Morrey评分分别对患者肩、肘关节功能进行评价。结果30例均获随访,时间2～6年,29例术后平均(3.8±1.1)个月骨不连处为类骨板样骨替代,1例因跌伤再次骨折后拒绝治疗。21例6个月～2年去除SMC,未发生再骨折、感染等并发症。余者因年龄>65岁未取出。除4例在接受SMC治疗前已存在桡神经损伤症状外,余均未引起桡神经损伤。肩关节功能:优28例,良1例,差1例。肘关节功能:优29例,差1例。结论SMC由于其独特的设计及材料优势,中远期随访证实其应用于治疗肱骨干骨不连时具有良好的临床疗效。

天鹅记忆接骨器对实验性骨折愈合中皮质骨血供的影响

目的:观察天鹅记忆接骨器(SMC)对实验性骨折愈合局部血供的影响,探讨SMC促进骨愈合的机理。方法:50只新西兰大白兔双侧肱骨干截骨后,随机选取一侧用SMC固定,对侧用4孔动力加压接骨板(DCP)固定。分别在术后3d,2、4、8、12周时,行微血管碳素墨水造影和放射微球法测定,观察两组固定对骨皮质再血管化过程和局部微循环的影响。结果:SMC组血管再生主要来源于髓内侧,皮质骨再血管化速度明显快于DCP组。SMC组从术后2周开始血流量即开始回升,而DCP组从术后4周才开始回升。术后8周以后,SMC组血供已完全恢复正常,而DCP组一直到术后12周,血供仍未达到正常水平(P<0.05)。结论:SMC具有特殊的空间构型和材质特性,不仅能对骨折形成牢固的固定,而且对骨干血供的损伤较轻,有利于皮质骨的再血管化。