后交叉韧带临床手术方案对重建移植物的磨损与生物力学影响研究

目的研究3种后交叉韧带(posterior cruciate ligament,PCL)重建术对PCL移植物的磨损与生物力学行为。方法(1)30个猪膝关节样本平均分配至3个PCL重建术式组(A组解剖重建组,B组低位重建组,C组Inlay重建组),将重建手术处理后的样本置于PROSIM膝关节模拟机中,以缩放后的步态曲线进行30万次循环加载。加载完成后取下移植物,以20 mm/min在INSTRON拉伸试验机中对移植物进行拉伸至断裂,获取移植物的载荷-位移关系,比较组间移植物的拉断载荷,载荷越大,表明磨损越小,进而说明该种重建术式更佳。(2)在FEBio软件中进行有限元分析,观察“转角效应”(critical corner and killer turn)对移植物的生物力学行为,分析不同术式下移植物与骨隧道的接触情况。结果(1)拉断载荷显示:A组(530.5±176.3 N)与B组(564.3±249.2 N)显著性低于C组(920.7±201.7N)(P<0.05)和完整移植物(1077.8±127.6 N)(P<0.001),其中A组与B组差异无统计学意义(P=1.000),C组与完整韧带之间差异无统计学意义(P=0.695)。(2)有限元所得接触力与位置和实验结果一致。结论(1)在减小移植物磨损中,C组移植物磨损低于A组和B组;(2)移植物股骨侧存在磨损,导致C组强度低于完整移植物强度,也让B组的移植物强度显著降低。

双面搅拌摩擦焊消除搭接接头的钩状缺陷研究

对于搅拌摩擦搭接接头来说,焊接过程中搭接界面的弯曲会形成钩状缺陷(Hook)。当接头受外力时,Hook往往会成为接头的薄弱环节,因此有必要将其消除。基于搅拌摩擦搭接焊过程中塑性材料会垂向流动而后挤压周边材料的原理,使用双面搅拌摩擦焊方法对铝合金板材进行搭接,试图消除搭接接头中的Hook;研究了焊接速度对搭接接头组织和性能的影响。结果表明,双面焊接是消除搭接接头Hook的有效方法,当焊速为150、200 mm/min时,接头中的Hook会被完全消除。焊缝区的硬度明显小于母材区的,且硬度最低点位于第二道焊接的热机影响区和热影响区处。随着焊速的提高,接头的拉断载荷先上升后下降,当焊速为100 mm/min时接头的拉断载荷最高,为14.0 kN。拉剪过程中接头呈现两种断裂模式,当焊速小于100 mm/min时,接头呈拉伸断裂模式;当焊速大于150 mm/min时,接头呈剪切断裂模式。

焊后热处理对2024铝合金搅拌摩擦点焊接头十字拉伸性能的影响

为提高2024铝合金搅拌摩擦点焊(Friction stir spot welding,FSSW)接头的十字拉伸性能,对其进行T4热处理,并对比分析热处理前后两种接头的横截面形貌、显微组织和拉断载荷等。结果发现,热处理并未明显改变接头的横截面形貌;热处理后第二相粒子变得更加细小,数量增多,且分布更加弥散;十字拉伸试验结果表明,热处理后拉断载荷提高了39.2%,但接头断裂模式并未发生变化。

6061/7075异种铝合金回填式搅拌摩擦点焊接头的组织与性能研究

以6061/7075异种铝合金为研究对象进行回填式搅拌摩擦点焊试验,研究了板材相对位置对接头成形和性能的影响。试验结果表明,当7075铝合金作为上板时,套筒最大下扎深度处和焊点中心处均会产生孔洞缺陷;当6061铝合金作上板时,可获得无缺陷的接头且上下板的冶金结合效果明显较好,其接头的最大拉断载荷为11502 N。

局部应用降钙素基因相关肽对小鼠肩袖损伤后早期愈合的影响

背景:骨腱界面的损伤修复一直是骨科和运动医学领域里的一大难题,新生骨的形成有利于骨腱界面的愈合。降钙素基因相关肽在维持组织稳态和组织损伤后修复过程中发挥着非常重要的作用,但是其在骨腱界面损伤中的作用至今未见报道。目的:建立小鼠肩袖损伤模型,观察降钙素基因相关肽对损伤处成骨因子骨钙素表达的影响,评估其对小鼠肩袖损伤后早期愈合的作用。方法:建立小鼠冈上肌止点-肱骨损伤模型,随机分成2组:实验组术后当天经盂肱关节注入5nmol/kg降钙素基因相关肽,每周3次,共2周;对照组注入等量的生理盐水。术后4,6周安乐死动物获取肩袖损伤标本,行苏木精-伊红染色观察其组织病理变化,实时荧光定量PCR检测骨钙素mRNA的表达,免疫组织化学、免疫印迹实验观察骨钙素的蛋白表达水平,生物力学检测两组肩袖损伤标本的拉断载荷。结果与结论:术后4,6周实验组成骨因子骨钙素的mRNA及蛋白表达水平均高于对照组(P<0.05);与对照组比较,实验组术后4周有更多的纤维软骨生成,术后6周有更多的新生骨生成;实验组术后4周的力学拉断载荷比对照组轻微上升,但没有统计学差异(P>0.05);术后6周,实验组的力学拉断载荷比对照组高(P<0.05)。结果证实局部注射降钙素基因相关肽能提高损伤处骨钙素的表达及新生骨的形成,有利于肩袖损伤后早期愈合。