矫形力与垫片补偿对复合材料装配结构变形及螺栓夹紧力的影响

飞机复合材料构件成型精度较低进而导致装配间隙,可施加矫形力减小甚至消除间隙,若存在较大间隙需施加垫片进行补偿。以复合材料壁板为对象,通过试验的方法,观测壁板在矫形、螺栓连接以及撤矫形力过程的变形,以及矫形力撤出后螺栓夹紧力的变化。结果表明:壁板变形量随矫形力的增大而增大,相应垫片补偿尺寸减小,当矫形力达一定程度时,变形量趋于稳定;撤矫形力后,壁板回弹量随矫形力值近似呈线性关系,当矫形力达150 N时,最大回弹量为0.117 mm,占装配间隙的7.83%;撤矫形力后各区域螺栓夹紧力都有增加趋势,其中壁板与骨架存在间隙的区域,夹紧力增长相对明显,夹紧力变化最大为50 N,增长率为1%左右。

基于阻抗控制的骨外固定机器人矫形力自适应跟踪

针对传统骨外固定器矫形力无法准确控制、安全性差的问题,本文基于RCM构型,搭建一种膝关节骨外固定机器人,提出一种间接自适应阻抗的矫形力跟踪方法。由于存在机械摩擦以及外部不确定性,针对阻抗控制鲁棒性差的问题,采用力误差信号作为目标阻抗的驱动力,建立新的阻抗模型适应矫形环境的变化,根据矫形力误差的变化,设计自适应律对阻抗参数实时调节,在线补偿动态环境的不确定性,使系统的力跟踪误差为零。并对所提的控制算法进行了胫骨矫形力控制的对比仿真和样机实验。结果表明:阻抗控制仿真结果各性能指标的加权平均值分别为2.12、8.58和13.2,且力跟踪实验的最大误差为20 N;相比于阻抗控制,自适应阻抗控制仿真性能指标的加权平均值仅为0.36、0.18和0.61,力跟踪波动误差控制在±3 N以内,具有更好的鲁棒性和自适应能力。

颌间Ⅲ类矫形力对青春期恒河猴颞下颌关节改建作用的影像学研究

目的 评价颌间Ⅲ类矫形力对颞下颌关节的作用及影响。方法 选用青春生长发育期雌性恒河猴 6只 ,分为 3月、6月实验组和对照组。实验组戴用Ⅲ类双阻板磁力矫治器 ,对照组不戴。实验前后拍摄X线头颅侧位片和CT断层扫描片 ,采用计算机头影测量系统进行X线测量分析 ;电子游标卡尺、图像分析系统对颞下颌关节间隙进行测量并行统计学处理。结果 ①头影测量表明 ,与对照组相比 ,实验组位发生改变 ,上颌骨呈生长加快趋势 ,下颌骨呈生长减慢趋势 ,下颌骨长度未见变短。②CT片测量表明 ,实验组与对照组相比关节后间隙减小 ,前间隙增大 ,差异有统计学意义 (P <0 0 1) ;但两实验组间差异无统计学意义。结论 在颌间Ⅲ类矫形力作用下 ,实验组位发生改变 ,上颌生长加快下颌生长减慢 ;颞下颌关节间隙发生改变 ,关节前间隙增大 ,后间隙减小。

颌间Ⅲ类矫形力作用下转化生长因子β1在髁突软骨中的基因表达

目的 观察颌间Ⅲ类矫形力不同作用时间下转化生长因子 β1(TGF_β1)在髁突软骨中的基因表达。 方法 选用青春生长发育期雌性恒河猴 6只 ,随机分为 3、6月实验组和对照组 ,实验组戴用颌间Ⅲ类双阻板磁力矫治器 ,对照组不戴。苏木精—伊红染色观察髁突软骨组织形态 ,原位杂交方法检测髁突软骨TGF_β1mRNA的表达 ,并进行统计学处理。结果 ①组织学观察表明 :与对照组相比 3月组髁突软骨前份有一定程度增厚 ,中、后份变薄 ;6月组髁突软骨厚度变化与 3月组相似。②原位杂交结果表明 :对照组TGF_β1mRNA前份表达较弱 ,中、后份表达较强 ;3月组髁突软骨前中后份TGF_β1mRNA表达均增强 ,以前份最强 ;6月组髁突软骨TGF_β1mRNA表达比 3月组明显减少 ,但前份仍强于中后份。实验组之间以及实验组与对照组之间的差异均有统计学意义 (P <0 0 1)。结论 髁突软骨TGF_β1mRNA的表达强弱与颌间Ⅲ类矫形力不同的作用时间有关。 3月组TGF_β1mRNA表达较 6月组明显 ,提示

颌间Ⅲ类矫形力对青春期恒河猴上颌骨缝作用的组织形态学观察

目的:定量观测颌间Ⅲ类功能矫形力作用下,青春期恒河猴上颌骨骨缝改建的组织学变化。方法:选用6只青春期雌性恒河猴为实验对象,实验组4只,戴用双阻板磁力功能矫治器,施加颌间Ⅲ类功能矫形力;对照组2只,不配戴矫治器。标本采用常规HE染色进行组织学观察,使用图像分析系统进行骨缝宽度和细胞密度的定量测量。采用单因素方差分析对数据进行统计处理,若组间差异有显著性,再进行最小显著差法的两两比较。结果:颌间Ⅲ类功能矫形力作用下,实验组恒河猴各条骨缝均出现不同于对照组的改变,试验组均出现新骨加速形成,腭颌缝和翼上颌缝的细胞密度在组间无显著差异(P>0.05)。颧颞缝3个月试验组和对照组无差异,但6个月试验组高于对照组和3个月试验组(P<0.01)。额颌缝3个月试验组高于对照组(P<0.01),而6个月试验组高于3个月试验组(P<0.01)。颧颌缝试验组均高于对照组(P<0.01),3个月试验组高于6个月试验组(P<0.05)。骨缝宽度的变化规律在各组间也不尽相同,腭颌缝在3个月试验组出现变窄(P<0.01),颧颞缝则变宽(P<0.01),在6个月试验组均恢复至正常(P>0.05)。翼上颌缝3个月试验组和对照组无差别(P>0.05),而6个月试验组增宽(P<0.05)。额颌缝在试验组均变窄(P<0.01),6个月试验组窄于3个月试验组(P<0.01)。颧颌缝宽度试验组宽于对照组,试验组间无差异。结论:适当的颌间Ⅲ类功能矫形力,可以促使上颌骨周围骨缝发生积极的生理性改建。

颌间Ⅲ类矫形力下TGF-β1 mRNA在青春期恒河猴上颌骨缝中的表达

目的检测在颌间Ⅲ类矫形力不同作用时间下转化生长因子β1(TGF_β1)在青春期恒河猴上颌骨周围骨缝中的表达。方法选用青春生长发育期雌性恒河猴6只,随机分为3、6月实验组和对照组。实验组戴用颌间Ⅲ类双阻板磁力矫治器,对照组不戴。分别于实验后3个月、6个月处死实验猴,制备组织切片。图像分析系统分析苏木精-伊红染色切片中的骨缝区细胞密度,原位杂交检测各骨缝中TGF_β1mRNA的阳性率。结果水平组的腭颌缝和垂直组的翼上颌缝的细胞密度,在组间比较上无差异,其余各组均有明显差异;施加矫治力后TGF_β1mRNA的表达明显增加,除颧颞缝和翼上颌缝6月实验组和对照组无显著差异外,其余各实验组和对照组间都有显著差异(P<0.01),都表现为实验组表达强于对照组,3月实验组表达均强于6月实验组。结论上颌骨骨缝在颌间Ⅲ类矫形力牵引下,发生积极的组织改建。在骨缝改建的不同时期,TGF_β1mRNA的表达不相同,这与加力的时间、骨缝对矫形力的差异性反应以及TGF_β1在不同时期出现的不同生物学效能有关。

矫形力对咀嚼肌结构影响的研究

用光镜和电镜对大鼠咀嚼肌的结构进行研究，观察翼外肌和浅层嚼肌在相同长度肌纤维上的肌小节数以及肌原纤维上的肌小节长度对功能矫形力的适应性变化。结果表明实验组翼外肌肌小节数比对照组减少，肌小节长度增加；实验组浅层嚼肌肌小节数增多，肌小节长度减少，提示在功能矫形力的作用下，大鼠翼外肌和浅层嚼肌在功能和结构上都产生了相应的适应性变化。

颌间Ⅲ类矫形力对青春期恒河猴颌骨长度变化的影响

目的:探讨颌间Ⅲ类矫形力对恒河猴上、下颌骨长度改变的影响。方法:选用青春发育期恒河猴6只,实验组4只,对照组2只。实验动物分别于上颌骨颧额缝、颧颞缝、颧颌缝两侧,下颌骨髁突颈、下颌角及颏下点打银汞合金标记点。实验组戴颌间Ⅲ类双阻板磁力矫冶器,对照组不戴。矫治前、后拍头颅侧位片。矫治前、处死动物后测量标记点间距离的变化,对相关数据进行测量分析。结果:与对照组相比,实验组矫治前、后上颌骨长度明显增加,颧额缝、颧颞缝、颧颌缝间距增宽;下颌骨长度未见明显变化。结论:颌间Ⅲ类矫形力可促进上颌骨生长发育,抑制下颌骨水平向生长。

颌间Ⅲ类矫形力对恒河猴髁突软骨改建影响的组织学研究

目的 :探讨颌间Ⅲ类矫形力作用下髁突软骨生长改建的组织学机理 .方法 :选用 6只青春期雌性恒河猴为实验动物 ,实验组 4只 ,配戴双阻板磁力功能矫治器 ,施加颌间Ⅲ类功能矫形力 ;对照组 2只 ,不配戴矫治器 .分别于 3月、 6月处死实验动物 ,对髁突软骨进行组织学观察和定量组织学研究 .结果 :颌间Ⅲ类功能矫形力作用下恒河猴髁突后斜面软骨变薄 ,增殖层、前肥厚层厚度明显减小 ,软骨生长受到抑制 .前斜面增殖层、肥厚层厚度有所增加 .软骨的改变是细胞数目、大小的改变共同造成的 .结论

颌间Ⅲ类矫形力作用于青春期恒河猴牙合位改变的影像学研究

目的:评价颌间Ⅲ类矫形力对上、下颌骨改变的影像学研究.方法:选用青春发育期恒河猴6只,随机分为1.5月实验组2只,对照组1只;3月实验组2只,对照组1只.实验组戴颌间Ⅲ类双阻板磁力矫冶器,对照组不戴.矫治前、后拍X线头颅侧位片,对相关数据进行测量分析及比较研究.结果:与对照组相比,实验组矫治前后矢状方向牙合位发生改变,∠SNA及∠ANB明显增大,∠FMA及Y轴增大,上颌骨长度增加,下颌骨长度未见明显变化.结论:在颌间Ⅲ类矫形力作用下,实验组牙合位发生明显改变,上颌骨生长趋势加快,下颌骨生长受到抑制,下颌骨向下、向后旋转.

后牵引矫形力的方向对鼻上颌复合体内部位移和应力的影响

目的 探讨后牵引矫形力的方向与鼻上颌复合体内部位移和应力的关系。方法 采用三维有限元法测量受不同方向的后牵引力的鼻上颌复合体三维有限元模型。结果 牵引角度为 +30°、0°、- 30°时 ,上颌骨呈顺时针旋转 ,旋转的量逐渐增大。结论 应力是组织学改建的始动因素 ,本研究的结果也为组织学提供了理论依据。

颌间Ⅲ类矫形力对青春期恒河猴上颌骨作用的头影测量研究

目的:通过建立颌间Ⅲ类矫形动物实验模型,评价持续的颌间Ⅲ类矫形力对上颌骨的作用及动态变化规律。方法:选用青春生长发育期雌性恒河猴6只,分为实验组(3月、6月各2只)和对照组(3月、6月各1只),实验组戴用Ⅲ类双阻板磁力矫治器,对照组不戴。实验过程中,定期拍摄X线头颅侧位片,图像输入计算机头影测量系统进行测量分析。结果:(1)与对照组相比,实验组位发生明显改变;(2)头影测量表明,对照组表现为向下向前发育,实验组矫形治疗后上颌骨相对于颅骨发生了向前的移位和少量旋转,同时其长度出现增加;(3)发现上颌骨的空间位置变化主要发生在开始矫治的两个月内,长度增加的最大值出现在第三个月左右;(4)上颌骨对矫形力作用的反应有一定的限度,增加矫形力作用时间并不能进一步促进上颌骨的更多空间变化和长度的增加。结论:Ⅲ类矫形力可以显著改变上颌骨的空间位置和固有长度,空间的位移比长度的改变出现得早。

应用矫形力治疗骨性反颌

目的为解决上颌骨发育不足,下颌骨骨性前突,患者不愿意拔牙的难题。方法采用上颌固定式快速扩弓装置对上颌骨施行矫形力,应用直丝弓矫正技术,基本达到较为满意的临床效果。结果 10例经临床检查为上颌骨发育不足,下颌骨骨性前突,上下牙弓全牙弓反颌,上牙弓狭窄、下颌不能后退至对刃颌、矢状向为Ⅲ类面型的患者,进行正畸矫形力和直丝弓矫治技术的治疗,上颌骨快速扩弓效果、效果稳定而良好,上牙弓狭窄及全牙弓反颌基本解决,患者及家长满意。结论上颌骨矫形力和直丝弓矫正技术治疗上颌骨发育不足、全牙弓反颌、上牙弓狭窄,有利于上颌骨的正常发育,抑制下颌骨的不良生长,利于骨性反颌的治疗和保持。

矫形力对羟基磷灰石涂层的钛支抗种植体骨界面影响的研究

目的 :了解在和矫形力作用下的HA涂层钛种植体骨界面情况。方法 :在狗下颌骨延期植入 8枚种植体 ,施以 2 .9N和 5 .9N的矫形力 ,通过三色荧光标记和组织学切片的形态学研究支抗种植体骨界面情况。结果 :HA涂层钛支抗种植体在矫形力作用 3个月后仍然稳定 ,种植体界面为骨整合 ,2 .9N与 5 .9N矫形力对种植体周围骨改建的影响无差别。结论 :HA涂层种植体在短期内受矫形力作用下稳定 ,可用做正畸矫形支抗。

矫形力加载肋骨施力区对胸椎段位移及旋转角度影响的有限元分析

背景:脊柱侧弯不但使椎体在冠状面上发生偏移,还会带来椎体的旋转。人们对脊柱侧弯的矫形很少考虑到对椎体旋转的影响,使得矫形效果不佳。目的:建立有限元模型,在矫形力加载情况,三维层面分析规范施力区、释放区、矫形力大小及施力面积等要素。方法:基于1例14岁青少年特发性脊柱侧弯患者的CT数据,建立胸椎段椎体与顶椎凸侧上下3条肋骨的有限元模型,分别在肋骨的背部区域、侧身区域、前侧区域施加不同面积的20,40,60,100 N的均布矫形力,在椎体上选取参考点记录不同工况下的位移及旋转角度。结果与结论:①在侧身区域施加矫形力对于侧弯矫形效果最明显;②在小面积60 N的矫形力加载下,Cobb角从29°矫正到了19°,在冠状面矫形了4.5 mm;③背部区域施力对于椎体的旋转矫形效果最为明显,大面积施加力使得相邻椎体旋转的矫形更加平缓,在背部大面积施加100 N矫形力时,顶椎旋转矫形了76.9%,而前侧区域施力会加重椎体的旋转畸变;④结果说明,对于冠状面的矫形宜采用小面积施加,对于椎体旋转的矫形宜采用大面积施加;冠状面的矫形施力区域宜选择侧身区域;对于凸侧背部区域施力有助于椎体旋转的矫形,前侧区域不利于椎体旋转的矫正且对椎体旋转影响较小;因此胸椎段的三维矫形,可将凸侧侧身与背部区域、凹侧前侧区域设为施力区,其余区域宜设为释放区。

基于坐标变换理论分析Ilizarov骨外固定架矫形力传导效率

背景:Ilizarov骨外固定架力传导机制的研究对膝内外翻、胫骨骨折等临床畸形矫治手术具有重要意义。目的:分析胫骨矫治过程中Ilizarov骨外固定架的力传导机制和各矫形力变化情况,客观评价外固定架整体使用效果。方法:根据骨外固定器的构型,基于坐标变换理论建立矫形力矩阵关系式,得到调节力、支撑力和牵张力之间的数学转换关系。搭建专用实验台,以羊胫骨为实验对象进行胫骨矫治实验,测得骨外固定架调节杆上调节力、支撑杆上的支撑力及断骨处的牵张力,计算得出断骨处的牵张力理论值,与六维力传感器测得的牵张力实际值对比,得出矫治过程的力传导效率变化曲线。结果与结论:①在矫治过程中,Ilizarov骨外固定架的结构构型导致其调节杆和支撑杆存在相互作用和制约的情况,当某一调节力增大时另一调节力将出现下降的趋势;②力传导效率在前期存在较大幅度的增大,然后稳定在50%上下波动,实验结果可评估外固定架的整体矫治效果;③由于力传导过程中的损耗,断骨处的牵张力理论计算和实验结果曲线存在数值上的差别,但由实验结果可知,调节力、支撑力、牵张力理论值和牵张力实际值的整体力变化趋势基本一致,说明理论计算和实验结果的有效性,该实验量化评估结果可为Ilizarov骨外固定架构型的优化设计和胫骨矫治手术的精准调控提供参考。

人体脊柱后凸矫形力的测试分析

临床对于矫正轻度脊柱后凸的非手术方法大多是佩戴脊柱后凸矫形器,其通过对脊柱后凸起施加垂直于脊柱的向前的矫形力,该力由矫形器的肩带作用于肩部而产生。采用摄影的方法对脊柱后凸矫形过程中人体颈椎和胸椎段的标志点运动学数据进行记录;通过试验机提供垂直于脊柱沿矢状面方向向后的矫形拉力并记录;利用Image J图像处理软件对采集的图像序列进行非线性拟合分析,量化脊柱后凸的有效矫形力与矫形角度的对应关系;最终得到考虑性别、身高、身体质量指数、上半身长/身高、外肩宽、坐高、坐肩高/坐高等因素在内的矫形角度与对应的矫形力计算的通用公式。结果表明:矫形力与矫形角度函数关系可用三次函数表示,回归系数R2均大于0.99;将身高、体重等个体化因素数据考虑在内的拟合回归方程的P值均小于0.05,拟合方程显著性良好;且拟合的矫形通用公式可适用于根据身高、体重等尺度结合矫形度数初步计算所需矫形力大小。

双阻板矫治器功能矫形力与磁力的协同作用研究

目的 通过研究双阻板矫治器加与不加磁力对安氏Ⅱ类Ⅰ分类错牙合矫治疗程的影响 ,来试图证实磁力与肌力的协同作用。方法 将临床收治处于生长发育期Ⅱ类Ⅰ分类功能性下颌后缩患者 1 8例随机分成A、B两组 ,每组 9人 ,A组单纯用双阻板矫治器矫治 ,B组在双阻板矫治器的导斜面上安放适当规格的稀土永磁体 ,记录每例患者达到稳定的磨牙中性关系时所需要的时间。结果 两组病例面型均获得明显改善 ,磨牙Ⅱ类关系纠正 ,咬合关系好 ,咬合稳定 ,A组平均疗程为 9 6月 ,B组平均疗程为 7 4月 ,B组比A组平均疗程缩短 2 2月 ,t检验 ,差异有显著性。结论 双阻板矫治器所产生的功能矫形力与磁体产生的磁力能产生协同作用 ,明显缩短疗程。

应用矫形力治疗骨性反颌

为解决发育期中下颌骨骨性前突患者非手术治疗的难题，本研究采用上颌快速扩弓装置及头帽颏兜对上、下颌骨施加矫形力，在结合拔牙的基础上应用方丝弓矫正技术治疗，取得了令人满意的矫治效果。上颌快速扩弓效果稳定，上颌骨在扩大的同时无明显的前方移动；头帽颏兜改善了反颌前牙的覆盖，抑制了下颌骨的生长。由于上、下颌关系的改善，使通过方丝弓矫正装置来排齐牙齿和控制牙作长轴的操作变得简单易行。结论：应用此种矫形力有利于颌骨发育阶段骨性反颌的治疗和保持。

颌间Ⅲ类矫形力作用于青春期恒河猴颅面骨缝宽度变化的实验研究

目的:评价颌间Ⅲ类矫形力对颅面骨缝宽度变化的作用。方法:选用青春发育期恒河猴6只,随机分为1.5月和3月实验组各2只,对照组各1只,实验组戴双阻板磁力矫治器,对照组不戴。并于颧颌缝、颧颞缝、颧额缝两侧作银汞合金标记点,加力前后摄X线头颅侧位片,测量骨缝间距并对相关数据进行分析。结果:与对照组相比,实验组加力后骨缝宽度明显增加,颧颌缝、颧颞缝宽度增加明显,颧额缝亦有增加,但增加量较少,3月组较1.5月组增加量大。结论:在颌间Ⅲ类矫形力作用下,实验组骨缝宽度均有不同程度增加。上颌骨长度增加,利于早期骨性Ⅲ类错牙合面型的改善。