Microstructures and properties of cancellous bone of avascular necrosis of femoral heads

The aim of this study is to investigate microscopic structure and characterize cancellous bone of avascular necrosis of the femoral head （ANFH）. The rabbit model of the ANFH is established. The histopathologic features are studied successfully. The differences between the steroidinjection group （S.G.） and the controlled group （C.G.） are examined, including the weight of rabbits, the hematological examination and the three-dimensional stnactures. It is found that the plasma levels of cholesterol （CHO）, high-density lipoprotein （HDL） and low-density lipoprotein （LDL） in S.G. are lower than those in C.G. when the triglyceride （TG） increased in the S.G.; but the bone mineral content （BMC） and the structural model index （SMI） of the organ and tissue decreased significantly in S.G. Three-dimensional structures of the femoral head are obtained using micro-computed tomography （CT） scanning and the mechanical model is established to analyze the influences of these structural changes on the mechanical properties of the cancellous bone.

国人胫骨松质骨力学性质的实验研究

本文对国人胫 骨近端松质骨 的拉 伸、压 缩、扭转 、剪切 、弯曲 的宏 观力 学性 质及 实验 方 法进 行了实 验研究和探讨。得 到了一系列相 应的常规力学性 质，以及 回归 分析所 拟合的 曲线 关系。可 为临

国人股骨下端松质骨力学性质实验研究

对正常国人新鲜尸体股骨下端松质骨的拉伸、压缩、扭转、剪切、弯曲、冲击等力学性能进行实验研究 ,得出了股骨下端松质骨纵向的拉伸、压缩破坏载荷、强度极限、弹性模量 ,扭转破坏扭矩、扭转剪切强度极限 ,扭转剪切弹性模量 ,剪切破坏载荷、剪切强度极限 ,弯曲破坏载荷、弯曲强度极限 ,冲击功、冲击韧性指标。对松质骨的取样方法及松质骨拉伸 ,扭转试样固定装夹方法进行探讨。

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。

胞元结构形式、材料性质对松质骨力学性能的影响

将均匀化理论与有限元方法相结合 ,讨论了骨小梁的弹性模量、泊松比和构成松质骨微结构的形式对松质骨力学性质的影响。结果表明微结构的形式和固体体分比确定时 ,松质骨的弹性模量与骨小梁弹性模量之间存在着确定的数量关系 ;当微结构的固体体分比较小时 ,骨小梁的泊松比对松质骨的弹性模量几乎没有影响。讨论了微结构形式对松质骨弹性模量的影响。

股骨颈松质骨拉伸蠕变实验研究

研究了正常国人新鲜尸体股骨颈松质骨的拉伸粘弹性力学性质。对股骨颈松质骨纵向、横向、4 5°方向试样进行拉伸蠕变实验。得出了股骨颈松质骨三个方向的蠕变数据和曲线。对实验数据进行归一化处理,用指数一元回归分析的方法处理数据,得出了归一化蠕变函数及曲线。实验结果表明,股骨颈松质骨纵向组蠕变量均大于横向组和4 5°方向组,股骨颈松质骨为各向异性材料。

各向异性松质骨压缩模量和强度的数值预测

基于有限元参数化建模方法,用各向异性十四面体单胞模型来模拟棒状骨小梁构成的松质骨微结构;通过数值计算,给出压缩模量预测与已有实验结果的比较;基于该模型,进一步对松质骨的表观压缩强度进行数值预测。结果表明:各向异性十四面体单胞模型能有效地用于松质骨压缩模量和强度的数值预测,预测结果与实验数据及经验公式相吻合;相对于利用模量对强度进行预测的经验公式而言,研究所用的有限元方法能够反映各向异性对松质骨强度的影响,从而在一定程度上解释实验中强度数据的分散性。

股骨上端松质骨拉伸应力松弛及蠕变的实验研究

目的研究正常国人新鲜尸体股骨上端松质骨的拉伸粘弹性力学性质,为临床提供生物力学参数。方法对股上端松质骨试样纵向进行拉伸应力松弛及蠕变实验。得到股骨上端松质骨纵向的应力松弛及蠕变数据和曲线。对实验数据进行归一化处理。结果分别用对数、指数一元回归分析的方法处理数据,得出了归一化应力松弛、归一化蠕变函数及曲线。结论股骨上端松质骨拉伸应力松弛7200s应力松弛量为0.422MPa,7200s蠕变量为0.784%。

松质骨拉伸破坏细观分析

在对松质骨力学性能实验及拉伸扫描电镜观察实验的基础上 ,从细观的角度探讨松质骨的变形和破坏现象。在此基础上 ,运用细观力学模型对松质骨压缩及拉伸的力学行为进行了分析 ,得出了弹性模量与相对密度的关系 ,与实验结果基本吻合。

各向异性松质骨弹性性能有限元分析

骨质疏松会导致松质骨细化从而降低松质骨力学性能。为了评估椎体松质骨的力学特性,文中采用有限元参数化建模,利用十四面体模型模拟棒状小梁骨的微结构,对各向异性松质骨的弹性性能进行了计算分析。通过控制输入参数Tb.Th、Tb.Sp、E0模拟不同骨质疏松程度的松质骨。计算结果表明,松质骨模量与骨体积分数呈平方律关系;随着各向异性比的增加,松质骨纵、横向模量间的比值呈线性增加,而横向两个模量保持基本一致。结果说明该微结构模型较好地反映了松质骨的横观各向同性性质,并能较好地反映受载松质骨的应力分布。