西藏三种木材生物质的燃烧特性及动力学分析

为了探讨西藏地区丰富的藏川杨、高山松和川滇高山栎3种木材生物质在燃烧过程中的反应机理,采用热重分析了三种木材的燃烧特性,通过Coats-Redfern积分法研究了其动力学特性。结果表明:3种木材生物质燃烧过程总体趋势一致,可分为失水干燥、生物质燃烧、焦炭燃烧和生物质燃尽共4个阶段,其中挥发分燃烧阶段失重占比最大。根据综合燃烧特性指数,川滇高山栎的燃烧特性最好,其次是藏川杨、高山松;随着升温速率增大,木材生物质的综合燃烧特性指数增大,燃烧速率增大,DTG曲线峰值增大,峰形变宽;藏川杨、高山松和川滇高山栎的最佳反应级数分别为1、2、2,相关系数均大于0.95。燃烧反应活化能从低到高分别为:藏川杨46.10 kJ/mol、高山松70.05 kJ/mol、川滇高山栎85.59 kJ/mol;频率因子从低到高依次为:藏川杨2.25×10^(4)min^(-1)、高山松3.99×10^(6)min^(-1)、川滇高山栎2.14×10^(7)min^(-1),该研究为优化燃烧过程和提高能源利用效率提供了理论依据。

有限元法分析不同固定方式在胫骨远端粉碎性骨折骨愈合中的生物力学差异

背景:胫骨远端粉碎性骨折伴软组织损伤的治疗具有挑战性,新型逆行胫骨髓内钉、外置接骨板是重要的治疗手段,但其在骨折愈合不同时期、不同负重情况时的骨折端应变、应力遮挡情况未见报道。目的:通过有限元分析法探讨骨折愈合不同时期逆行髓内钉及外置接骨板的生物力学差异,为临床应用及康复锻炼提供科学参考。方法:利用1名40岁健康男性的胫骨CT数据,建立胫骨远端粉碎骨折的有限元模型,构建胫骨逆行髓内钉、外置接骨板固定模型及骨痂模型并根据骨折的固定原则进行装配。使用ANSYS软件进行有限元分析,比较骨折愈合不同时期时逆行髓内钉及外置接骨板2种固定方式的骨折端位移、胫骨应力遮挡、骨痂应力、胫骨及固定装置应力分布情况。结果与结论:①胫骨骨折端相对位移随着骨折愈合的进行逐渐减小,在术后3个月后位移明显减少;术后0,1个月,外置接骨板组的垂直位移及总位移均大于逆行髓内钉组,2种固定方式的Z轴位移(水平内外侧位移)均较X、Y轴位移明显,且接骨板模型的Z轴位移差异最明显;2种固定方式的Z轴位移最大位置均位于胫骨外侧,位移最小位置均位于胫骨内侧;②骨折愈合的应力遮挡率随骨折时间延长而逐渐降低;逆行髓内钉的应力遮挡率在骨折愈合不同时期均高于外置接骨板;术后3个月后外置接骨板的应力遮挡率降低到4%左右,逆行髓内钉的应力遮挡率降低到40%左右;③2种固定方式骨痂应力集中部位的应力随着载荷的增大而增加,外置接骨板组骨痂的应力始终大于逆行髓内钉组;2种固定方式中,骨痂最大应力大致分布一致,均位于胫骨外侧部分;④随着骨折愈合2种固定方式的胫骨最大应力逐渐降低,外置接骨板组的应力始终大于逆行髓内钉组;1500 N载荷下外置接骨板组胫骨最大应力区域平均应力为285 MPa,而逆行髓内钉组为26 MPa;⑤随着骨折愈合2种固定模型中固定装置的应力逐渐降低,外置接骨板组的应力均明显高于逆行髓内钉组;术后3个月以后,2种固定装置的应力下降幅度明显变缓;⑥提示在骨折愈合早期,胫骨逆行髓内钉组中骨折端应变小、胫骨最大应力适中,允许早期负重;外置接骨板组骨折端存在应变过大、胫骨最大应力过大,需在保护下部分负重、不能完全负重;在骨折愈合中后期,胫骨逆行髓内钉及外置接骨板组均可完全负重,接骨板的应力遮挡率明显低于胫骨逆行髓内钉。

有限元法构建退行性脊柱侧弯模型:病因与治疗中的生物力学分析

背景:退行性脊柱侧弯是指发生在成年之后,脊柱冠状面Cobb角度>10°伴有矢状面畸形和旋转脱位,常常产生脊髓、神经受压症状,如腰疼、下肢疼痛、麻木、无力、神经源性跛行等。有限元法是一种计算机建模的力学分析技术,通过建立数字化网格模型,能真实还原人类脊柱模型并可进行脊柱力学研究。目的:综述有限元法在退行性脊柱侧弯病因及治疗中的应用。方法:在文献数据库中国知网、PubMed、Web of Science中检索2023年10月之前发表的有关有限元分析法在退行性脊柱侧弯中应用的文献,英文检索词为finite element anaysis,biomechanics,stress analysis,degenerative scoliosis,adult spinal deformity,中文检索词为有限元分析法、生物力学、应力分析、退变性脊柱侧凸、成年性脊柱侧凸。最终纳入文献54篇。结果与结论:①运用有限元法构建的退行性脊柱侧弯模型得出的生物力学研究结果,与体内试验研究结果相同,证明有限元法在退行性脊柱侧弯中具有较高的实用价值;②通过有限元法对退行性脊柱侧弯的病因与治疗进行研究,有利于预防其发生、减缓其进展、制定出更合适的治疗方案、减少手术并发症出现、促进患者术后康复等;③有限元法从材料单一的骨性结构逐渐发展到纳入肌肉韧带等软组织的阶段,且小样本含量越来越无法满足研究需要;④有限元法在退行性脊柱侧弯领域有较大的发展空间。

胸椎T_(10)骨肿瘤转移不同位置生物力学特性的三维有限元分析

背景:随着检查技术的革新,不同分期脊柱转移瘤患者逐年增多,经皮椎体成形是脊柱转移瘤重要的治疗手段,但其治疗不同分期、不同活动方式肿瘤的术后生物力学疗效尚未见报道。目的:基于三维有限元模型模拟胸椎T_(10)骨肿瘤转移不同位置的应力及位移情况。方法:根据1例30岁健康男性胸椎三维CT扫描数据,采用Mimics软件构建胸椎(T_(9)-T_(11))的三维几何模型,包括肋骨、韧带及椎间盘。模拟被胸椎转移瘤侵袭的T_(9)-T_(11)椎体及其后胸椎不同部位的三维模型,包括椎体结构完整的对照组,单侧转移累及椎体区(实验组1),单侧转移累及椎体和椎弓根区(实验组2),单侧转移累及椎体、椎弓根和横突区(实验组3),双侧转移累及椎体、椎弓根和横突区(实验组4)。利用Abaqus软件创建三维有限元模型,对负重、屈曲、伸展、旋转工况下VonMises应力分布及模型的位移情况进行分析。结果与结论:①在对不同实验组加载点在负重、屈曲、伸展、旋转工况下最大总位移的研究中,随着转移瘤侵袭部位及侵袭面的增多,加载点的总位移在增大,整体刚度降低,尤其实验组4加载点的总位移最大;②在屈曲工况下椎体、椎弓根破坏后明显增加最大Von Mises应力值,而在此基础上增加胸肋关节破坏,其最大Von Mises应力值基本不变;③有限元分析并模拟骨肿瘤模型的基础上,将骨水泥区域的单元设置为一个单独的set集合,后将骨水泥区域设置为对应的材料属性以模拟骨水泥填充,结果发现,负重、屈曲、伸展、旋转工况下最大总位移均小于各实验组;④模拟经皮椎体成形治疗后患者在负重、屈曲、伸展、旋转工况下的最大应力值相较于骨肿瘤模型大幅度降低;⑤提示基于胸椎T_(9)-T_(11)的三维有限元模型构建有利于对胸椎骨肿瘤转移生物力学特性的研究,并能够在胸椎骨肿瘤转移模型的基础上准确模拟经皮椎体成形后加载点在不同工况下的总位移及最大VonMises应力情况。

颈椎定点旋转手法在体生物力学量化及影响因素分析

背景:颈椎定点旋转手法属于技术要求较高的力学操作,但目前其生物力学还缺少相关量化数据;且颈椎定点旋转手法的影响因素研究包括了众多参数并且存在差异性,需要进一步对其影响因素进行分析,以完善其相关数据。目的:量化颈椎定点旋转手法在体生物力学参数,探讨各生物力学参数之间的相关性,及研究对象个体特征差异对手法力学参数的影响。方法:选取35例颈椎病患者为测试对象,均为广西中医药大学第一附属医院仁爱分院骨伤科门诊就诊者。术者佩戴穿戴式力学测量手套采集手法力学参数,包括拇指预加载力、拇指最大推力、掌心预加载力、掌心旋扳力和掌心旋扳最大作用力。并采集患者个人特征参数,包括年龄、身高、体质量和颈围。对手法操作过程中的关键力学参数进行特征分析及不同个体特征进行量化,对力学指标参数进行Spearman相关性分析;分析不同个体特征参数对生物力学可能存在的影响。结果与结论:(1)双侧力学参数相比,左侧操作与右侧操作无显著差异性(P>0.05)。(2)拇指预加载力均值为(7.21±1.19)N、拇指最大推力均值为(28.40±4.48)N、掌心预加载力均值为(5.67±2.49)N、掌心旋扳力均值为(10.90±5.11)N、掌心旋扳最大作用力均值为(16.00±7.27)N。(3)掌心预加载力和掌心旋扳力存在显著正相关(Rs=0.812,P<0.01);掌心预加载力和掌心旋扳最大作用力存在显著正相关(Rs=0.773,P<0.01);掌心旋扳力和掌心旋扳最大作用力存在显著正相关(Rs=0.939,P<0.01)。(4)患者体质量与拇指预加载力、掌心预加载力、掌心旋扳力及掌心旋扳最大作用力之间存在显著正相关(P<0.05)。(5)结果证实,颈椎定点旋转手法治疗颈椎病操作中生物力学有一定的标准量值。该手法左右侧操作无显著差异性,具有较好的一致性和可重复性。掌心预加载力、掌心旋扳力及掌心旋扳最大作用力3种力之间存在一致性和协调性,对于治疗效果的贡献是相近的。患者的体质量是影响颈椎定点旋转手法重要的因素。

有限元分析在腰椎生物力学方面的应用

背景:有限元分析是一种分析腰椎生物力学常用的数学模型法,通过将腰椎部位的肌肉、血管、神经等复杂的组织结构建立为有限元模型,并进行力学分析,从而明确腰椎疾患的发病机制及腰椎治疗手段的力学机制。目的:对有限元分析在腰椎发病机制与治疗方式中的应用进展进行综述,并提出一种新的有限元分析临床化的诊治流程,以期为后续研究提供参考,并促进有限元分析在临床诊治中普及。方法:以“finite element analysis,lumbar vertebra”为英文检索词检索PubMed数据库,以“有限元分析,腰椎”为中文检索词检索万方和中国知网数据库,最终纳入73篇文献进行综述。结果与结论:①普通患者的腰椎退变通常起始于纤维环后侧,而腰椎滑脱患者则因其力学机制的失常,退变起始于腰椎小关节;②恢复压缩椎体的椎体高度能够预防相邻节段发生退变,且有限元分析测量出的椎体压缩强度能够代替骨密度成为预测骨折风险的有效工具;③腰椎融合术中应选择高度适中的融合器并将其横向放置能够避免融合器下沉,融合术后相邻节段的椎间应变、环向应力和椎间压力升高可能是导致邻近节段退行性病变发生的机制;④有限元分析结果显示,椎间孔镜术前应规划截骨大小,避免过度破坏关节突,术中优先选择经由上关节突行椎间孔成形术;⑤经皮椎体后凸成形术中应选择双侧椎弓根注入骨水泥,使其分布于椎弓根两侧;骨水泥材料应选择更为先进的无铝玻璃聚链烯酸酯;⑥牵引治疗应根据患者自身情况设计个性化牵引角度、力度等,从而达到最佳疗效;⑦手法治疗能够使腰椎椎间盘突出部分与神经根产生相对位移,从而减轻压迫程度;⑧CT/MR-AI Plus FEA-AI Plus Surgical robots的诊治流程能够使治疗更加精细化。

不同内植物修复单侧不稳定骨盆后环损伤的有限元及生物力学分析

背景:骨盆稳定性主要由骨盆后环决定及骶髂关节决定,车祸等高能量冲击带来的骨盆后环损伤及骶髂关节脱位病例逐年递增。手术治疗是最优方法,临床中存在多种内植物修复方式,但哪种治疗方式的生物力学性能最优仍有一定争议。目的:对比前路双钢板、后路桥接钢板、拉力钉3种内植物修复单侧不稳定骨盆后环损伤的生物力学性能,为其临床治疗及骨盆新型拉力钉研发提供参考。方法:①有限元仿真:利用Mimics、Wrap和SolidWorks分别建立正常骨盆、单侧后环损伤骨盆及其前路双钢板、后路桥接钢板、拉力钉修复模型,利用Ansys分析模型的应力和变形情况;②生物力学实验:用15个完整骨盆标本随机分为5组,分别为正常骨盆、单侧后环损伤骨盆及其前路双钢板、后路桥接钢板、拉力钉修复组,并用Instron E10000力学试验机进行力学测试。结果与结论:①仿真分析结果显示,正常骨盆模型骶骨平均位移为0.174 mm,骶髂骨最大应力为10.51 MPa,应力分布均匀;单侧不稳定损伤骨盆模型骶骨平均位移最大,为0.267 mm,模型应力集中明显;3种修复模型骶骨平均位移都接近正常骨盆模型,拉力钉修复模型骶髂骨应力分布均匀;②力学实验结果显示,正常骨盆模型整体刚度为(226.38±4.18)N/mm,单侧不稳定损伤骨盆模型整体刚度最小为(130.02±2.19)N/mm,3种修复方式整体刚度和正常骨盆偏差都在±10%以内,修复效果明显;③仿真结果和力学实验结果相符;④从生物力学角度分析,拉力钉修复模型的生物力学状态与正常骨盆最接近,该种方式最佳;前路双钢板修复刚度过大,应力遮挡效果更显著;后路桥接钢板修复不能解决正常侧软组织的代偿效果,存在缺陷;该研究可为临床手术提供优选依据;⑤骨盆新型拉力钉应从拉力钉的角度进行改良,保留拉力钉良好的生物力学性能,同时附加其他优势性能,例如可用于骨质疏松骨盆等。

C2~C7颈椎有限元模型的构建及生物力学分析

目的:通过有限元软件构建C2~C7正常颈椎模型并验证其有效性,用于颈椎疾患的生物力学研究.方法:将1名24岁健康男性志愿者的CT数据,使用Mimics 21.0软件完成C2~C7骨性椎体模型的提取,通过Geomagic Wrap 2017对椎体模型进行网格划分,并对皮质骨和松质骨拟合曲面等进行光滑处理,在Solidworks 2017软件中添加关节软骨、椎体终板、纤维环、髓核并对其赋值,最后在ANSYS Workbench 17.0软件中赋予材料属性并验证有效性.结果:成功构建了正常C2~C7颈椎模型,此模型共包含891461个节点和566358个单元,模型外观逼真,前后、左右、旋转6个方向活动度与既往实验结果数据无显著差异,只有左右屈曲状态下C4~C5和C6~C7的活动度略有差异.结论:本研究建立的C2~C7颈椎正常模型符合有限元分析几何相似性和力学相似性要求,可用于颈椎生物力学分析.

桡骨远端骨折夹板绑扎生物力学分析

针对桡骨远端骨折闭合复位外固定绑扎过程力学相关问题,进行了夹板绑扎外固定过程中各组成部分的生物力学分析,采用了Workbench软件研究了伸直型桡骨远端骨折夹板绑扎固定的力学价值。通过从CT影像中获得前臂模型数据,利用mimics将影像数据转换为三维模型并运用Geomagic进行降噪和光滑处理,在UG中模拟实际夹板绑扎过程将模型中各个组成部分进行组合,探究了夹板固定对桡骨远端骨折前臂的影响。结果表明,夹板固定后对尺桡骨具有足够固定力以保证组织的稳定,模型变形的最大位置在背侧夹板前端靠近桡骨一侧,为1.1446×10^(-4)mm。桡骨远端骨折固定后尺桡骨的应力和应变最大点发生在骨折处,应力最大值为0.1296MPa,应变最大值为9.8925×10^(-6)mm/mm,骨折断端端面应力最大值为2.2071×10^(-2) MPa。压垫中外侧压垫与绑带接触处应力最大,内侧压垫与软组织接触处应力最大,夹板在桡侧中段应力最大,骨折断端从桡侧向尺侧方向偏移。

有限元法分析腓骨瓣重建完全缺失跟骨的生物力学

背景:跟骨缺损在临床中屡见不鲜,因足跟复杂的解剖结构与运动功能使外科医生评估跟骨重建效果较为困难,而有限元分析已成为生物力学行为模拟和数值分析的有效方法之一。目的:比较Ⅱ字、V字排列腓骨瓣重建缺失跟骨的临床效果及生物力学特征。方法:采集1名50岁健康男性左足CT图像,用Mimics软件获取初步三维模型,导入Geomagic软件对模型进行修整和曲面化从而优化模型。再将模型通过Solidworks软件模拟跟骨重建并完成有限元计算前处理,最后进入Ansys软件求解。将仿真结果与既往文献结果进行对比,验证模型的有效性,再根据仿真得到的应力结果对手术效果和不同姿态下生物力学特性进行分析。结果与结论:①模型直观展现出腓骨瓣Ⅱ字、V字排列,均可以用来重建完全缺失的跟骨,能够一定程度恢复正常跟骨的长、宽、高,填补跟骨缺失的骨量;②两种重建跟骨相较正常跟骨在施加载荷后都表现出应力过于集中的趋势,正常跟骨应力多集中于跟骨结节、载距突及跟骨沟周围,而两种腓骨瓣应力多集中于骨瓣与距骨和骰骨衔接处;③两种重建跟骨与正常跟骨在不同模拟状态下最大应力值均不相同,差异有显著性意义(P<0.05);Ⅱ字相较V字腓骨瓣在不同状态下应力变化较小,更接近在相同状态时的正常跟骨;V字腓骨瓣在推离期出现局部应力过大,骨材料可能在此模拟状态下屈服,提示存在骨折的风险。

高水平网球运动员技术动作的生物力学分析

网球这一深受人们喜爱的运动项目在世界上普及程度很高,大众参与率很高。为提高网球运动员的技术水平,生物力学分析对高水平网球运动员技术动作研究与优化起到了决定性作用。深入分析与科学研究能够揭示高水平网球运动员技术动作的生物力学特征,通过个体化生物力学优化方法提高其技术表现。该研究旨在通过对高水平网球运动员各项技术动作进行生物力学分析及优化研究,为运动员竞技水平的提升提供科学依据及指导。

游泳技术改进的生物力学分析与应用

该研究通过生物力学的角度分析和应用游泳技术改进方法。首先,探讨了游泳动作的生物力学基础,包括力的分析、运动轨迹,以及水的阻力与推进力。其次,研究聚焦于通过数据驱动的技术分析和训练方法的生物力学优化来改进游泳技术。通过对高水平运动员的实证研究和案例分析,该文评估了基于生物力学的训练干预策略和技术改进效果。研究表明,综合运用生物力学原理可以显著提高游泳技术的效率和有效性。这为游泳运动员和教练提供了宝贵的指导,有助于提升运动表现和竞技水平。

藏东南典型生物质及其掺混样品燃烧特性及动力学分析

为给西藏农村经济建设和生态文明建设提供能源支持,采用热重分析方法研究了藏东南地区牛粪、玉米秸秆及其掺混样品的燃烧特性,采用Coats-Redfern积分法研究其动力学特性。结果表明,牛粪和玉米秸秆生物质燃烧过程总体趋势一致,共分为4个阶段,生物质挥发分析出与燃烧是主要燃烧阶段,失重占比最大;提高升温速率会使生物质燃烧速度增大,失重峰值增大;采用TG-DTG联合定义法对牛粪、玉米秸秆及其掺混生物质燃烧特性进行分析,根据综合燃烧特性指数,玉米秸秆的燃烧特性好于所有掺混样品且大于牛粪;各样品燃烧反应活化能从低到高分别为:牛粪52.19 kJ/mol、牛粪占比75%样品为47.70 kJ/mol、牛粪占比50%样品38.70 kJ/mol、牛粪占比25%样品35.23 kJ/mol、玉米秸秆33.09 kJ/mol。该研究为西藏地区多类型生物质能源燃烧利用效率提供了理论依据和技术支持。

脊柱内镜下椎板开窗减压与单侧入路双侧减压治疗腰椎管狭窄症的生物力学稳定性及有限元分析

背景:全脊柱内镜下椎板开窗减压及脊柱内镜下单侧入路双侧减压手术作为后路脊柱内镜下治疗腰椎管狭窄症的前沿高精技术,临床疗效较好,但目前鲜有生物力学及有限元分析的相关研究报道。目的:分析全脊柱内镜下椎板开窗减压及脊柱内镜下单侧入路双侧减压对内镜下治疗腰椎管狭窄症生物力学的影响,验证该两种手术方式治疗腰椎管狭窄症的可靠性和有效性。方法:取1名健康志愿者的腰椎CT图像,利用Mimics、Geomagic、Solidworks、Ansys软件建立正常腰椎L_(4)-L_(5)节段的有限元模型M0,在此基础上分别建立全脊柱内镜下椎板开窗减压手术模型M1与脊柱内镜下单侧入路双侧减压手术模型M2,在3组模型的L__(4)椎体上表面施加相同应力,L_(5)椎体下表面进行固定支撑,分析在前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转6种工况下的整体关节活动度及纤维环Von Mises应力极值。结果与结论:①与模型M0相比,模型M1在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的整体关节活动度分别增加8.24%,12.17%,0.77%,1.60%,1.86%,6.85%,模型M2在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的整体关节活动度分别增加8.24%,12.17%,0.77%,1.60%,2.17%,6.85%;与模型M1相比,模型M2在右侧弯下的活动度整体关节稍增加,其余工况未见明显增加与趋势的改变;②与模型M0相比,模型M1在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的纤维环Von Mises应力极值分别增加4.65%,16.09%,0.21%,0.77%,0.25%,1.51%,模型M2在前屈、后伸、左侧弯、左旋转、右侧弯、右旋转下的纤维环Von Mises应力极值分别增加4.58%,16.15%,0.20%,0.80%,0.23%,1.52%;模型M1与模型M2不同工况下的纤维环Von Mises应力极值变化趋势不明显;③结果显示,全脊柱内镜下椎板开窗减压及脊柱内镜下单侧入路双侧减压治疗腰椎管狭窄症后,其责任节段稳定性较好。

不同钉棒内固定方式在腰椎侧路融合中的有限元力学分析

背景:考虑到脊柱固定的稳定性,目前临床在进行侧路椎间融合时大多采用后路双边椎弓根螺钉固定的手术方式,且多数为两期手术完成。侧卧位的后路单侧、侧方椎体钉棒固定的固定方式,也有可能会提供较好的力学稳定性,所带来的手术时间缩短、风险与花费降低等获益考量值得进一步研究。目的:比较4种不同侧路椎间融合内固定方式的生物力学特性。方法:建立正常L3-5有限元模型,在验证其有效性基础上模拟4种不同内固定方式,即后路双侧椎弓根螺钉+侧路融合模型(Model A)、后路单侧椎弓根螺钉+侧路融合模型(Model B)、侧路双侧螺钉+侧路融合模型(Model C)及侧路单侧螺钉+侧路融合模型(Model D)。分别比较各模型在生理活动范围下的稳定性、螺钉内固定和椎间融合器的应力差异。结果与结论:①对所有重构模型,在融合节段(L4-5)的活动范围均显著下降,Model A的活动范围下降更明显;②在模型的屈伸、侧屈和轴向旋转运动状态,侧路置钉的峰值应力与后路置钉的峰值应力的差异分别超过67.74 MPa、80.10 MPa和43.95 MPa;③在不同重建模型内固定应力分布方面,Model A和Model B螺钉的应力分布主要集中在椎弓根螺钉的体部,而Model C和Model D的峰值应力主要集中在螺钉的尾部;④提示Model A能够获得最好的稳定性,并且能够降低cage下沉及移位的风险;而Model B亦能够提供较好的稳定性,在保证稳定和固定的前提下能成为侧路融合的替代选择;⑤此外在选择侧路置钉的内固定时,Model C能获得与Model D相似的效果,但在临床诊疗上面对腰椎后伸不稳定的患者需谨慎选择侧路的单侧内固定,亦应避免过度后伸以降低螺钉松动和疲劳断裂的发生率。

基于UPLC-Triple-TOF-MS技术初步分析雅安产道地中药材川牛膝中生物碱成分

采用乙醇提取、成盐、二氯甲烷萃取等方法初步富集川牛膝总生物碱,确定最优提取分离工艺;通过超高液相色谱串联三重四级杆飞行时间质谱法,采用Waters XSelect CSH-C_(18)色谱柱(2.1 mm×150 mm,1.7μm),梯度洗脱,流速为0.3 mL/min,测试波长254 nm,柱温为50℃,进样量为3μL,采用电喷雾离子源正离子模式,扫描范围为m/z 100~1500,并采用全扫描模式对样品数据进行收集,根据高分辨质谱结合二级质谱所得信息对川牛膝中生物碱类化学成分进行快速鉴定,通过对比分子离子峰和碎片离子的质荷比、Scifinder和Reaxy数据库及相关文献,推测出两种生物碱成分。研究建立的生物碱类化学成分提取与分析方法,为提高雅安产道地中药材川牛膝的质量控制水平及后续阐明药效物质基础提供了实验依据。

一种新型环形外固定架不同穿针构型对于整体稳定性影响的生物力学有限元分析

目的 比较胫骨骨折中新型环形外固定架不同穿针构型的力学性能差异,为进一步临床应用提供一定的理论基础。方法 通过有限元分析软件Abaqus对新型环形外固定架和固定装置-胫骨骨折模型系统进行仿真模拟,测量轴向载荷和扭转载荷时的骨折端相对位移和环形外固定架的应力分布,对不同构型的新型环形外固定架的生物力学性能进行评价。结果 有限元分析表明,在700 N的轴向力下,构型1发生轴向位移距离最大(2.22 mm),构型2次之(1.36 mm),构型3发生轴向位移距离最小(0.87 mm);在10 Nm的轴向扭矩作用下,构型1发生轴向扭转角最大(6.87°),构型2次之(5.01°),构型3发生轴向扭转角最小(4.33°)。结论 应用新型环形外固定架治疗伴有严重软组织损伤的胫骨骨折时,构型1仅可作为临时固定方式,构型2和构型3均可作为终末固定方式,其中构型3的力学性能最佳,不论是轴向压缩还是扭转,其应力与变形均较小。

简单渔业生物经济动力学模型的稳定性分析

在一个简单渔业生物经济模型的基础上,研究了该模型在有效平衡点附近位置的局部稳定性。模型中考虑了资源生长和捕捞努力量随时间、资源量、价格等因素的变化,通过该非线性模型在平衡点附近的扰动方程,对其局部稳定性进行了分析,并给出了数值分析的结果。研究表明,模型在平衡点附近的局域是稳定的。该项工作对于分析渔业生物经济系统的特征,揭示模型中各因素之间的相互关系和指导渔业政策的制定等,有一定的借鉴意义。

浅析《结构力学》教学中的定性分析能力培养

本文从力学思维的培养、掌握力学模型的特点、结合工程实例三个方面提出改革建议,针对当前应用型本科“重计算、轻分析”的问题,阐述在教学过程中培养学生定性分析能力的重要性,鼓励学生将定性分析和定量分析相结合,先定性后定量,形成科学的学习流程,提高学习效率,并成长为适应社会需要的优秀人才。

拇外翻足有限元模型构建及其第1跖趾关节生物力学分析

背景:有限元模型构建及生物力学分析使探究拇外翻足的形成及相关结构功能恢复成为可能。目的:建立负重中立位中度拇外翻足有限元模型,分析不同部位及大小的外力作用下第1跖趾关节角度的变化与对应骨骼应力分布情况。方法:选取1名女性中度拇外翻志愿者,采集CT影像数据,利用计算机三维成像技术进行三维有限元建模,验证模型有效性,标准化第1跖趾关节角与第1-2跖间夹角的测量方法,控制变量,依次改变作用力大小来观察上述两角度的变化,分析第1跖骨、近节趾骨的应力分布情况。结果与结论:(1)建立了有效的中度拇外翻足有限元模型,并显示较大的应力集中现象出现在第1跖骨,分布趋势为由骨体内侧中部及外侧中部,逐渐向骨体背侧底侧减小;(2)验证了所采用的第1跖骨、第2跖骨和拇趾近节趾骨轴线参考点的确定方法在有限元分析中的可实施性;(3)作用在第1拇趾远节趾骨外侧中部区域水平力对第1跖趾关节角的改变有直接影响,但并非线性影响;作用于足跖趾关节内侧囊处区域力主要影响第1-2跖骨间角大小;作用在跖骨近端内侧面水平力对两角度的影响都不大。