扩张皮肤移植后的生物力学变化

背景:应用皮肤软组织扩张器植入正常的皮肤软组织下,通过增加扩张器内的容量,对皮肤表面软组织产生压力,使其扩张产生"额外"的皮肤软组织,已成为皮肤组织工程研究领域的基本技术手段。目的:通过狗皮肤扩张移植模型了解扩张皮肤在移植后的近期和远期的变化规律。方法:随机抽取12只成年狗,在其背部置入150mL的4个扩张器,其中2个不扩张进行对照。测试扩张不同时间后皮肤应力-应变、应力松弛、极限抗拉强度的结果,并对比分析测定结果。结果与结论:经过扩张,皮肤的黏弹性、强度发生明显降低,黏弹性可在移植后6个月恢复,强度恢复较慢。在行皮肤移植后,生物力学的变化仅为暂时现象,可以恢复至正常,临床应给予关注。

能量平衡模型结合运动生物力学手段测试人体运动做功效率

背景:国际上学者们很早就应用能量法对跑步效率有过积极的探索。但做功效率测试方法学至今并不完善。目的:通过场地400m跑训练实测,测试人体跑步的做功效率。方法:以体育院校短跑专项一级、二级男子运动员共12人为研究对象,在最近1年内无肌肉损伤、骨折及循环呼吸系统疾病,且了解实验过程,自愿参加测试。运用CORTEX Meta Max 3B便携式气体分析仪结合高速摄像PULNIX CCD(TM6710)系统、自制分段计时器等仪器,在田径场上进行同步测试;应用能量法结合生理指标、运动学指标、数学模型及统计方法计算出人体做功效率值。结果与结论:运动中一个复步的人体重心的Y轴平均起伏距离是(10.0±1.70)cm;X轴分段平均速度是(7.00±0.23)m/s;运动时间是(57.20±1.84)s;人体400m跑运动净能耗、热能、空气阻力能、势能、动能及做功效率平均值分别是(301.2±29.3)kJ,(197.0±30.3)kJ,(5.3±0.6)kJ,(3.7±0.7)kJ,(95.2±10.9)kJ,(35.0±4.3)%。在平均速度(7.00±0.23)m/s下,通过实际场地测试400m跑做功效率(外功效率)的平均值为35%,人体运动中的净能耗大部分以热能的形式损耗。说明人体实际运动的做功效率,可以能量平衡理论模型结合运动生物力学手段测试。

人骨拉伸和压缩力学的性能测试

背景:人体骨组织材料力学性能参数是进行骨骼内部应力计算分析、断裂损伤分析、应力骨改建研究等的基础数据,也是深入开展人体骨骼生物力学行为特性研究的必要已知条件之一,但目前国际上还没有统一的骨组织力学性能测试的试验标准。目的:探讨骨组织拉压力学性能测试的试样制备、试样约束和夹持、试验数据处理和试验误差等问题的研究进展。方法:在骨组织拉伸压缩试验无具体标准可循的环境下,对已验证的试验方法和途径进行介绍。总结并强调了骨组织拉压试验中的各项误差及其减少;以减少系统误差为目的,介绍了规范的骨组织宏观拉压测试方法。结果与结论:通过拉伸压缩试验可获得骨组织的弹性模量、泊松比、拉伸强度和压缩强度等重要力学性能参数,测试关键环节涉及标准试样设计和加工、试件夹持、试验数据处理和力学参数的计算,各环节均需参照最新研究以减少试验误差。

膝关节后交叉韧带断裂对内侧副韧带组织学的影响

背景:通过比较Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原相对数量和Ⅰ/Ⅲ型胶原的比值可以一定程度上判断韧带的组织学性能。目的:观察膝关节后交叉韧带断裂兔保持较低生理负荷和活动度时内侧副韧带组织学的变化。方法:24只成年雄性家兔双侧膝关节配对为自身对照,实验侧行后交叉韧带完全切断,对照侧只暴露后交叉韧带而不切断,造模后第8,16,24,40周随机处死6只实验兔。进行苏木精-伊红染色,天狼猩红染色检测Ⅰ型和Ⅲ型胶原的相对数量。结果与结论:①苏木精-伊红染色结果:8,16,24周两组内侧副韧带胶原分布、排列无明显差别;40周时实验组胶原纤维较对照组稀疏。②天狼猩红染色结果:8,16,24周实验组内侧副韧带的Ⅰ型和Ⅲ型胶原纤维总和分别较对照组显著增加(P<0.05);40周时实验组较对照组显著减少(P<0.05);8周实验组和对照组之间内侧副韧带的Ⅰ/Ⅲ型胶原纤维的比值差异无显著性意义(P>0.05);16,24,40周时实验组比值显著分别小于对照组(P<0.05)。说明兔膝关节后交叉韧带损伤后短期内对内侧副韧带组织学特性无明显影响,随着时间延长,组织学特性显著下降。

膝骨性关节炎关节周围肌肉功能改善的治疗评价

背景:膝骨性关节炎患者存在膝关节周围肌肉萎软无力,综合治疗辅助膝关节周围肌力训练,可以明显缓解症状,恢复膝关节周围肌肉力量。目的:用等速肌力测试膝骨性关节炎患者综合治疗前后膝关节周围肌肉的功能变化与膝关节功能的相关性,探讨膝骨性关节炎的病理机制,为临床康复及治疗提供依据。方法:筛选Ⅱ期及Ⅲ期30例单侧膝骨性关节炎患者,用美国特种外科医院膝关节评分系统判定膝关节的功能情况,标准目测类比量表评分评定患者疼痛情况;测定治疗前膝骨性关节炎患者膝关节周围肌肉功能状况;对Ⅱ期及Ⅲ期膝骨性关节炎患者进行最少1个月的主动股四头肌等长性肌肉收缩运动及口服塞来昔布并关节腔内注射透明质酸钠的综合治疗,测定治疗后的膝关节肌肉功能状况,随访评价美国特种外科医院膝关节评分及标准目测类比量表评分。结果与结论:与健侧相比,Ⅱ期及Ⅲ期膝骨关节炎患者屈伸肌峰力矩与作功量在60(°)/s测试及180(°)/s测试时,患侧肌力明显下降(P<0.05)。经综合治疗后,膝骨性关节炎患者美国特种外科医院膝关节评分明显增加(P<0.05),而标准目测类比量表疼痛评分明显下降(P<0.05),患侧肌力明显增强(P<0.05);且治疗后膝骨关节炎患者患侧肌力与健侧的差异无显著性意义(P>0.05),但综合治疗前后膝骨性关节炎患者患侧膝腘绳肌股四头肌峰力矩比值在60(°)/s测试中差异无显著性意义(P>0.05),而在180(°)/s测试测试中差异有显著性意义(P<0.05)。提示膝骨性关节炎患者存在膝关节周围肌力下降,通过肌肉功能锻练配合有效的止痛、营养关节药物的综合治疗,可以明显缓解症状,提高肌肉力量,恢复患者膝关节功能。

针刺过程中的针体受力分布

背景:针刺过程针体受力分布,不仅取决于不同穴位处组织结构,更受行针手法的影响。目的:就一般穴位所共有的表皮、真皮和皮下结缔组织的组织结构和力学性质,分提插和捻转法进行针体受力研究。方法:以提插法和捻转法为前提,以表皮组织、真皮组织和皮下结缔组织为区域对象,在前期研究的基础上建立类固体和软物质两种生物力学模型,对行针过程中的针体阻力分布进行分析,以得出定性化的结论。结果与结论:表皮无血管无神经,致密而坚硬,可以看作类固体;真皮及皮下结缔组织中血管神经等分布广泛,疏松而柔软,是典型的软物质。提插行针过程中非"得气"时阻力主要来自表皮部分,在"得气"状况下阻力应该来自表皮和结缔组织中的纤维细胞共同作用,对针体而言,进入皮肤的所有针体部分都是受力点,只是靠近针尖部分的针体受力稍大一些,但是随着提插操作,进入皮肤的针体长度不断在发生变化。捻转法行针的主要阻力来自胶原纤维和弹性纤维的缠绕,对针体而言受力点主要集中在针尖及附近部位。

关节镜下人工韧带加强系统重建前交叉韧带(英文)

背景:由于人工韧带新材料生产工艺的改进,减少了人工韧带使用后由于材料疲劳而出现的断裂,以及因组织相容性问题出现滑膜炎等并发症的问题,使人工韧带应用更为广泛。目的:评估关节镜下应用人工韧带加强系统(Ligament Advanced Reinforcement System,LARS)重建膝关节前交叉韧带后的组织相容性反应及其临床效果。设计:完全随机临床设计。单位:苏州大学附属第二医院骨科。对象:2005-06/2006-06苏州大学附属第二医院骨科因膝关节前交叉韧带损伤行关节镜下LARS重建人工韧带的手术患者32例,男27例,女13例,平均年龄21岁,均为运动损伤。所有患者术前MRI均显示前交叉韧带损伤并发半月板损伤;患者对治疗内容知情同意。方法:对32例膝关节前交叉韧带损伤患者行关节镜下LARS人工韧带重建。重建韧带应用LARS人工韧带加强系统,由法国LARS公司生产(证书:CE0459,ISO9002-EN46002)。人工韧带材型为PET-聚对苯二甲酸乙二醇酯,L021201(左膝),L021202(右膝),模仿人体韧带的解剖结构和生物力学原理设计而成[AC1202BL(左膝),AC1202BR(右膝)。国食药监械(进)字2004第3460468号]。所有韧带重建均由苏州大学附属第二医院骨科同一组有10年以上资质的医生以同样的技术标准完成,由同一高年资的具有博士生导师、主任医师职称的医生主持,参与手术的医生符合卫生部相关上岗职称规定。治疗及实验方案经医院伦理委员会批准。主要观察指标:①观察人工韧带与患者的生物相容性。②对患者进行平均24个月随访,以Lysholm进行膝关节功能评分,以Tegner评分反映患者主观满意度。结果:32例患者均完成随访;完成18,20,24,28,30个月随访者分别为3,7,8,12,2例。①人工韧带生物相容性观察:患者随访结束时均未出现疼痛,急、慢性滑膜炎,以及韧带断裂和活动明显受限等并发症。②膝关节活动功能状态:平均伸屈活动度0°到128.0°±11.6°。Lysholm膝关节功能评分法平均积分由术前的(45.3±1.31)分提高到术后的(85.6±2.24)分,差异有显著性意义(P<0.05)。膝不稳症状消失,前抽屉试验阴性。③Tegner评分也有明显提高。结论:LARS人工韧带用于重建前交叉韧带与宿主组织相容性良好,重建后患者膝关节功能及主观满意度均得到明显提高。

凋亡破骨细胞的拉伸应变(英文)

背景:力学应变在骨重建中起重要作用。然而,力学应变是否影响破骨细胞的凋亡仍不清楚。目的:观察力学应变对体外培养破骨细胞凋亡的影响。方法:对小鼠单核细胞RAW264.7采用巨噬细胞集落刺激因子和破骨细胞分化因子诱导,抗酒石酸酸性磷酸酶染色和骨吸收实验确定成功诱导出了破骨细胞。实验共分为3组,对诱导的破骨细胞分别施加0(对照组),2500和5000με的基底拉伸应变3d,1h/次,1次/d。结果与结论:与对照组相比,生理强度载荷2500με阻止了破骨细胞的凋亡和线粒体膜电位的下降。但是,病理强度载荷5000με对破骨细胞的凋亡和线粒体膜电位没有影响。