人股骨密质骨横断面的微动磨损特性研究

采用配置外加体液恒温循环装置的高精密微动试验台研究了天然活性股骨密质骨/纯钛的微动磨损行为,探讨了不同位移幅值下摩擦系数随循环次数变化的规律.结果表明,在90N法向载荷下,随位移幅值增加,股骨密质骨的微动运行状态从部分滑移向完全滑移状态转变.当位移幅值较小时,接触表面变形处于弹性协调状态,损伤轻微.随着位移幅值的增加,接触表面变形逐步向弹、塑性变形以及严重塑性变形和粘着转变,微动损伤加剧.与此同时,密质骨试件微动磨痕深度随位移幅值的增加而增大,并同摩擦系数存在良好的对应关系.为了提高密质骨抵抗微动损伤的能力,有必要控制植入体/骨界面的微动幅度和降低摩擦系数.

人股骨密质骨横断面径向微动行为

在径向微动试验机上,采用球-平面接触方式,对新鲜人股骨密质骨的轴向断面进行了不同法向载荷（Fn=100~300 N）条件下的径向微动体外试验.在其动力学分析的基础上,对磨痕进行了观察,并采用纳米压痕方法对哈佛氏系统的骨板进行了测试.结果表明：径向微动条件下,在密质骨哈佛氏系统中可观察到3种典型裂纹（即放射状、环状和连接裂纹）形态;随着哈佛氏骨板逐渐过渡到间骨板间,其硬度和弹性模量逐渐增加.骨表面产生微裂纹和组织体剥落是密质骨径向微动的主要损伤机制.哈佛氏系统的特殊结构对密质骨的径向微动损伤行为有重要影响.

小鼠密质骨间充质干细胞的培养及多能性研究

本研究培养小鼠密质骨间充质干细胞(MSC)并分析其免疫功能和分化潜能。分离小鼠双侧股骨和胫骨,反复冲洗,取出骨髓细胞,用胶原酶消化骨碎片,分离有核细胞并接种于6孔板。对第3代MSC进行免疫表型测定、免疫抑制功能分析及进行成脂细胞、成骨细胞和成软骨细胞诱导分化实验。结果表明,培养3周内可自小鼠密质骨分离高纯度的MSC,后者具有向成脂细胞、成骨细胞和成软骨细胞分化的潜能,具有抑制混合淋巴细胞反应的功能。BALB/c T细胞经C57BL/6 T细胞刺激后对照组液体闪烁计数仪检测每分钟计数(CPM)值为(2.56±0.31)×104,而与细胞比例为100∶1和10∶1的C57BL/6第3代密质骨MSC共孵育组的CPM值分别为(0.47±0.12)×104和(0.28±0.09)×104,MSC处理组CPM值与对照组CPM值相比差别有统计学意义(P<0.001),MSC抑制功能呈剂量依赖性。结论:小鼠密质骨富含MSC,原代培养MSC造血细胞污染程度低,具有抑制混合淋巴细胞反应功能,具有更广泛的实验研究应用价值。

阿仑膦酸钠对大鼠松质骨和密质骨影响的比较

目的:比较阿仑膦酸钠(固邦,ALN)对去卵巢大鼠胫骨上段和腰椎质松骨及胫骨中段密质骨的影响。方法:3月龄雌性SD大鼠,ALN1mg/(kg·d),灌胃给药90d。骨标本行不脱钙骨制片,骨组织形态计量法测量。结果:松质骨:OVX组胫骨上段(PTM)和腰椎(LV)质松骨的骨量减少(P<0.001),骨结构变差;ALN组PTM,LV骨量增加(P<0.001),完全对抗OVX大鼠的骨高转换。密质骨:OVX组胫骨中段(TX)骨量减少(P<0.05),骨内膜骨形成和骨吸收增加。ALN组骨量增加(P<0.05),骨内膜骨形成减少而骨吸收有减少的趋势。结论:ALN能有效预防OVX后大鼠的骨质疏松,但不同部位有不同的骨转换速度。

密质骨力-电效应的实验研究

根据从生理盐水中取出时间的长短模拟干骨和湿骨,采用分离式Hopkinson压杆装置研究不同长度和直径的密质骨试件在冲击载荷作用下的压电电压及相应的滞后时间,从而研究干骨和湿骨分别对压电电压滞后时间以及电压幅值的影响,并分析讨论了产生不同压电电压滞后现象的机理。得到以下结论:湿骨电压滞后现象比干骨更为明显;从试件的几何尺寸分析,试件长度和直径都与压电电压幅值成正比;试件离水时间越长,压电电压幅值越小。

胫骨密质骨哈佛氏系统及孔隙度沿径向分布的研究

骨的微观结构与骨的力学性能有着密不可分的相关性,本文对牛和人的胫骨骨干密质骨的微观结构进行了研究,应用扫描电镜观测胫骨横断面的微观结构,得到哈佛氏系统沿径向分布的规律;应用图象处理系统测试与计算胫骨横断面上的孔隙度,得到孔隙度的数值及分布状况,并根据得到的测试结果进行了初步的分析。

胫骨密质骨相对钙含量沿径向分布的研究

本文应用离子探针技术研究了成年牛和人胫骨骨干密质骨中相对钙含量沿径向的分布,发现径向内外侧的相对钙含量大于中间部位,得到相对钙含量的分布曲线,它的分布规律对于胫骨中不同的微观几何结构是相同的,并对这种分布规律形成的原因和对密质骨力学性质的影响进行了初步的分析。

人下颌骨密质骨的复合微动磨损特性研究

针对牙种植体-密质骨界面的微动损伤,采用球/面接触方式研究人下颌骨密质骨在倾斜角为45°、两种载荷水平下的复合微动磨损行为。在分析复合微动的动力学特性的同时,结合光学显微镜(OM)、激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)、扫描电子显微镜(SEM)对磨痕形貌进行分析,对磨屑的成分进行了测定。结果表明,下颌骨密质骨的F-D曲线只有椭圆形和准梯形两种,复合微动最终稳态的F-D曲线均为准梯形;在高载荷的情况下骨组织出现了大量的裂纹及组织碎屑,耗散能则出现了明显的波动;下颌骨复合微动的磨损机制表现为粘着磨损、磨粒磨损、裂纹的扩展及组织碎屑润滑等共同作用的特征。

股骨颈密质骨和松质骨抗弯变形的测量方法与初步分析

提出一种新的方法，对股骨颈部位总体、密质骨和松质骨的承载特点进行分析，为今后探求这些特点与股骨颈骨折愈合关系提供基础。通过粘贴应变片和将股骨颈剖开，分别测量不同载荷下股骨颈在保持和去除松质骨时的弯曲变形。结果证明，载荷与应变成线性关系；股骨颈处有、无松质骨在同样载荷和弯曲方向时的应变之比在50％～70％之间。尽管股骨颈部位由松质骨和密质骨组成，且几何形状不规则，受力复杂，但通过粘贴应变仍可测量出股骨颈总体、密质骨和松质骨各自的承载特点：股骨颈处密质骨和松质骨总体为线弹性性质；股骨颈处密质骨的承载能力大于松质骨0～20％。

密质骨厚度对儿童骨盆碰撞损伤影响分析

研究了应用有限元模型预测汽车侧面碰撞中儿童骨盆生物力学响应及损伤评估问题.首先,基于3岁儿童CT数据和有限元方法构建了一个具有真实人体解剖结构的3岁儿童骨盆有限元模型,并重构儿童尸体骨盆侧面碰撞实验,模型仿真结果与尸体实验曲线的趋势相一致,模型仿真结果大部分在尸体实验结果通道内,验证了模型的有效性.然后,应用该模型探讨了密质骨厚度对儿童骨盆损伤生物力学响应的影响.结果表明:儿童骨盆容易发生骨折的位置主要在耻骨支、骶髂关节、髂骨翼;密质骨厚度对儿童骨盆耻骨支的影响最大.该模型也为儿童骨盆碰撞损伤研究提供了有效手段.

密质骨的滑动界面细观力学模型

本文将粘合线作为骨单元和间板之间的粘弹性界面，建立了密质骨的细观力学模型，并给出了该模型在沿骨的轴线方向载荷作用下的应力响应和某些密质骨的宏观等效模量。还发现骨单元和间板的泊松比之差对密质骨的等效模量和内部横向应力的分布具有重要影响。

牛和人的长骨密质骨哈佛氏系统的比较研究

本文对牛和人胫骨骨干密质骨的微细结构进行了研究．应用扫描电镜观察到牛骨中存在着完全哈佛氏系统，丛状骨及哈佛氏系统与板层骨相间三种结构形式。

小鼠密质骨间充质干细胞的分离、培养及鉴定

目的：建立一种易操作的、高效的小鼠间充质干细胞（mMSC）的分离培养方法，并对其表面标志和多向分化潜能进行鉴定，为mMSC的获取提供了新的实验依据。方法：选取2～3周龄C57BL／6小鼠，取出双侧股骨、胫骨，冲出其内骨髓细胞并弃掉，将骨段剪成小块，胶原酶消化后用组织块培养法培养出MSC。倒置显微镜观察其生长过程，流式细胞术检测其表面标志，并对其进行成脂及成骨鉴定。结果：使用该方法分离培养的mMSC形态均一、生长良好，细胞形态呈成纤维细胞样，表达CD29和Scal-1，不表达CD34、CD45和CDllb，并具有成骨成脂潜能。结论：利用本操作方法，可以从小鼠密质骨中成功分离培养得到MSC，且高效易行。

牛湿密质骨的粘塑性实验分析

本文用一维拉伸试验研究了牛湿密度质骨在应变率为３×１０－６～１×１０－２ｓ－１范围内屈服后的力学行为，共试验１５０个试件，其中９０个做拉断试验，其余６０个做蠕变试验。结果表明，牛湿密质骨的屈服应力σｙ和极限应力σｕ都与应变率高度相关（Ｐ＜０．０１）；其次，屈服后的应力与应变率的关系可用马尔文（Ｍａｌｖｅｒｎ）模型来描述。

密质骨植入矫治腭裂上颌发育不足临床分析

目的探讨腭裂上颌前份塌陷的有效矫治方法。方法5例腭裂术后患者,前颌发育不足,4例植入下颌骨外板,1例植入颅骨外板。术后最长追踪2年。结果5例患者术后面容改善,面中份塌陷得到不同程度矫正。结论密质骨植入是腭裂上颌前份塌陷的有效矫治方法之一。

用长骨密质骨推断年龄研究进展

本文概述了长骨密质骨的年龄变化规律 ,对利用密质骨判定骨骼年龄的磨片法、脱钙骨切片法、显微放射摄影法做了比较详细的介绍 ,并讨论了影响密质骨判定年龄准确性的因素。

人密质骨的撞击实验研究

本文用分离式Hopkinson杆 (SHBM ) (应变率为 70 0 1/s)对人的密质骨进行了撞击实验研究 ,得出了应力 时间、应变 时间、应变率 时间及应力 应变等曲线。用一维波传播理论分析实验数据。结果表明即使在高应变率下 ,人的密质骨也具有非线性粘弹性材料的特性。据此可得人密质骨的冲击特性可用三参数粘弹性力学模型描述。同时得出了高应变率下人密质骨的极限应力和残余应变值。

考虑粘弹性性能的密质骨损伤本构模型的研究

本研究考虑密质骨的粘弹性性能，在连续损伤力学的框架范围内研究了密质骨的本构模型，分别就细观结构强度服从均匀分布和非均匀分布两种情况进行了讨论。实验研究表明，该损伤模型是可取的。

密质骨各向异性性质的力学实验及细观分析

目的研究牛股骨密质骨的微观结构特征与其力学行为间的关系。方法对牛股骨密质骨纵向和横向试样分别进行压缩实验;对破坏后的纵向和横向试样进行断裂路径、断裂表面微结构特征观察;基于复合材料细观力学的理论,分析密质骨中骨单元方向对骨纵向和横向弹性模量及断裂极限强度的影响。结果纵向试样的压缩弹性模量和断裂极限强度均明显大于横向试样的压缩弹性模量和断裂极限强度;纵向试样的断裂路径与加载方向近似为0°,且比较平直,而横向试样的断裂路径与加载方向近似为45°,且比较曲折;纵向试样断面中存在许多与加载方向平行的条状结构,断面较为光滑,而横向试样断面存在许多圆弧形凹坑或凸起,断面较为粗糙。结论牛股骨密质骨具有各向异性的力学性质,其各向异性力学性质与骨单元方向密切相关。

人密质骨动态力学性能及莫电效应

本实验建立起用Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压杆技术，测量骨动态力学性能及骨应变源电动势的实验方法，对新鲜人股骨密质进行测试。①低应变率下（２ｘ１０－３／ｓ）骨弹性模量值为１３．６ＧＰａ，与高应变率（６ｘ１０２／ｓ）下骨弹性模量值１８．３ＧＰａ之间差别显著，表明骨是一种粘弹性材料。②结合骨断面扫描电镜图象，讨论了静、动载荷下骨创伤发生的机制，证实骨单位粘合线处是密质骨力学性能薄弱点，骨单位断裂前发生骨板相对滑动。③湿骨试件应变源电动势（ＳＧＰｓ）峰值较干骨试件大，且时相滞后于骨应变时相约４４μｓ，干骨试件ＳＧＰｓ无明显滞后。④提出压电效应和流动电动势分别是干、湿骨试件ＳＧＰｓ产生的机制。实验结果为新型骨生物材料研制，临床骨伤病电刺激疗法的应用，以及骨折愈合质量的评价等，提供了理论依据。