腰骶段脊柱的三维运动范围

在７具正常成人男性的新鲜脊柱腰骶段，用整体加载照像测量的方法对腰骶段脊柱各节段的运动范围进行了三维测量，得出腰骶段脊柱的屈伸运动从上到下逐渐加大；测弯运动各节段大致相等；旋转运动以Ｌ＿５～Ｓ＿１最大，其他节段大致相等。

胫骨骨折不同手术固定器材的生物力学研究及其临床意义

目的 :确定不同固定器材在胫骨骨折固定中的优缺点。方法 :将 30具胫骨标本制成中段横行无缺损骨折模型 ,行单侧外固定支架 (UADF)、Crosse -Kempf钉、TCP三种器材固定后 ,测试各项生物力学性能。结果 :抗压刚度GK钉最强 ,弯曲刚度TCP最强 ,UADF此二项刚度差 ,抗扭刚度三者无差异。结论 :UADF生物力学性能差 ,TCP易产生应力遮挡 ,GK钉固定坚强 ,术后能早期下地 ,弹性模量适中 ,应力遮挡小 ,较符合生物力学固定原则。

腰椎间盘突出症不同术式的三维运动范围研究

采用６具新鲜腰段脊柱标本，制成腰椎间盘突出的三种不同术式（开窗、半椎板及全椎板术）的模型，施以１０．０Ｎｍ的最大纯力矩，用摄影记录腰椎的运动，测量三种术式的腰推各节段的前屈／后伸、左／右侧弯、左／右轴向旋转运动。计算得到运动范围ＲＯＭ（Ｒａｎｇｅｏｆｍｏｔｉｏｎ）和中世区ＮＺ（Ｎｅｕｔｒａｌｚｏｎｅ）。将三种术式的ＲＯＭ及ＮＺ进行比较。结果表明：三种不同的腰椎间盘突出症手术方法间对腰椎的稳定性影响无明显的差异。对临床手术治疗椎间盘突出症有指导意义。

颈椎间盘假体稳定性生物力学评价

目的借鉴腰椎人工椎间盘置换成熟的经验,评价颈椎人工椎间盘置换对失稳颈段脊柱稳定性的重建作用。方法在6具新鲜尸体的颈椎标本上切除C5～6椎间盘,将人工颈椎间盘假体植入该间隙内。对该颈椎节段进行前屈/后伸、左/右侧弯和左/右旋转运动稳定性评价,经颈椎三维运动测量系统测出该节段的运动范围(ROM)。随后施加2Nm,0.6Hz的疲劳载荷共2500次,评定其稳定性,并与标准的C5～6椎间盘破坏后稳定性值相比较。结果正常C5～6前屈、后伸运动范围平均值为17.03°;人工椎间盘植入后前屈、后伸运动范围7.80°,疲劳载荷后前屈、后伸运动范围9.98°;椎间盘破坏后前屈、后伸运动范围25.53°,人工椎间盘植入具有显著的稳定性。正常左右侧弯运动范围平均值为10.75°;人工椎间盘植入后和疲劳载荷后左右侧弯运动范围分别为8.43°和9.43°,椎间盘破坏后左、右侧弯运动范围20.70°。正常左、右旋运动范围平均值为14.82°;人工椎间盘植入后和疲劳载荷后左、右旋运动范围分别为13.38°和13.83°,椎间盘破坏后左右旋运动范围25.88°。结论颈椎间盘破坏后椎节稳定性显著性破坏。人工椎间盘植入后脊柱在前屈、后伸,左右侧弯方向上稳定性显著性改善,左右旋转接近正常值,并可提供59%正常屈伸活动,88%正常左右侧弯活动,93%正常左右旋?

双侧峡部裂对腰椎稳定性影响的实验研究

目的：研究双侧峡部裂对腰椎三维稳定性的影响。方法：实验材料为８具成人新鲜腰椎标本，切断Ｌ２双侧峡部，通过脊柱三维运动试验机，对标本施加前屈／后伸、侧弯和轴向旋转等６种力偶矩（１０Ｎ．ｍ），由脊柱三维运动分析系统得到腰椎节段的运动范围。结果：双侧峡部断裂后，腰椎前屈／后伸及左／右旋转运动范围分别增加２６．６％、５５．９％、１００．９％、１１５．８％，较正常标本有显著性增大，而左／右侧弯变化不大。结论：峡部对腰椎三维稳定具有重要的力学作用，双侧峡部裂导致腰椎不稳。

人体腰椎松质骨冲击响应的实验研究

本文利用传统的分离式Ｈｏｐｋｉｎｓｏｎ压杆（ＳＨＰＢ）技术，测试了新鲜人腰椎松质骨在冲击载荷下的力学性质。以表现密度（ρａ）和应变率（ε）为自变量，以弹性模量（Ｅ）、极限强度（σｕ）和终应变（εｕ）为因变量（Ｙ），按模型Ｙ＝ａρｂεｃ拟合出回归方程，并与准静态下相同的模型进行了比较，发现高应变率下弹性模量和极限强度与表观密度的相关性下降，而与应变率的相关上有增高的趋势，终应变与表观密度无关而与应变率的相关性显著提高。本文还对松质骨本构关系进行了探讨。

脊柱三维运动定位的计算机视觉方法

脊柱三维运动分析是利用计算机立体视觉方法 ,通过采用两台摄像机从两个不同视角观察脊柱。求取脊柱的三维坐标 ,采用计算机图像处理技术和立体测量术。精确地刻划脊柱的三维运动 ,系统地分析脊柱各部分结构对脊柱运动的影响 ,为脊柱矫形术和固定器械的应用提供稳定性评价 ,也可为临床提供一种精确测量脊柱三维运动的方法。文中主要从摄像机定标及如何求取脊柱上各点的三维坐标方面阐述 ,结果成功地建立了脊柱三维运动分析系统 ,并能在该系统上成功地进行脊柱运动的各项实验。

不同强度运动和雌激素联合作用对去卵巢大鼠骨骼生物力学性能的影响

目的:探讨不同强度运动和雌激素联合作用对去卵巢大鼠骨骼生物力学性能的影响。方法:将80只成年雌性SD大鼠按体重随机分为基础对照组、假手术组、骨质疏松对照组、雌激素对照组、低强度运动组、低强度运动加雌激素组、中等强度运动组、中等强度运动加雌激素组、大强度运动组以及大强度运动加雌激素组,利用858BIONIX生物力学检测系统测定8周实验后各组大鼠股骨颈最大载荷、第2腰椎最大凹入载荷和第3腰椎最大压缩载荷。结果:(1)与假手术组比,骨质疏松对照组的股骨颈最大载荷、第2腰椎最大凹入载荷和第3腰椎最大压缩载荷3项力学性能指标分别降低了50%、40%和27%(P<0·05)。(2)与骨质疏松对照组和雌激素对照组比,大鼠去卵巢后3种强度的单纯运动组和运动加雌激素联合组股骨颈最大载荷均显著增加(P<0·05),且随运动强度的增加而增加(P<0·05);相同强度下,运动加雌激素联合组的股骨颈最大载荷与单纯运动组无显著性差异。(3)单纯大强度运动组的第2腰椎最大凹入载荷和第3腰椎最大压缩载荷较骨质疏松对照组和雌激素对照组显著增加(P<0·05);低强度运动加雌激素组第2腰椎最大凹入载荷和第3腰椎最大压缩载荷两项力学指标既显著高于单纯低强度运动组(P<0·05),也显著高于雌激素对照组(P<0·05)。中等强度运动加雌激素组的第2腰椎最大凹入载荷显著高于单纯中等强度运动组(P<0·05)及雌激素对照组(P<0·05)。结论:单纯运动对力直接作用部位的力学性能———股骨颈最大载荷的影响大于单纯补充雌激素,运动和雌激素无明显协同作用;对于非力直接作用部位的力学性能———第2腰椎最大凹入载荷及第3腰椎最大压缩载荷,运动和雌激素联合有一定的协同作用。

经皮椎体成形术的实验研究及临床应用

目的 :完善经皮椎体成形术的方法并对其临床疗效进行评价。方法 :5具新鲜胸腰段脊柱 (T9～L5)标本随机选取 1 0个椎体节段行椎体成形术 ,观察PMMA在椎体内分布并进行椎体压缩试验。临床选择 4例骨质疏松腰椎压缩性骨折患者行经皮椎体成形术 ,观察其临床效果。结果 :1 0个椎体节段均穿刺顺利 ;PMMA骨水泥在椎体内沿骨小梁分布至整个椎体 ,有 1例出现椎体后静脉窦渗漏 ;椎体成形术后抗压强度由 (2 1 97± 355)N增加至 (4861 +1 1 0 9)N ;临床治疗 4例患者疗效好 ,未出现椎体外漏导致的并发症。结论 :在C臂X线机透视引导下经皮椎体成形术安全、可靠 ;

胸椎椎弓根螺钉抗拔出强度的生物力学测试

目的 :分析骨密度 (bonemineraldensity ,BMD)和螺钉 椎弓根直径比对椎弓根螺钉拔出强度的影响。方法 :4例新鲜尸体脊柱T2 ～T1 2 椎骨 ,分解为单个椎体 44个 ,共 88个椎弓根。根据骨密度检查及椎弓根横径的测量结果 ,进行骨密度分组 :(A1) 0 .44～ 0 .5 2mg mm3;(A2 ) 0 .5 2～ 0 .70mg mm3;(A3 ) 0 .70～ 0 .92mg mm3和直径比 (椎弓根钉直径 椎弓根横径 )分组 :(B1) 40 %～ 5 5 % ;(B2 ) 5 5 %～ 70 % ;(B3 ) 70 %～85 % ,组合为 9个实验组 ,将 88个椎弓根分组进行拔出测试 (5mm min的速度垂直方向拔出 )。结果 :骨密度明显影响拔出强度 (P <0 .0 1) ,且各组间的差别均有统计学意义 (P均小于 0 .0 5 ) ;椎弓根钉直径 椎弓根横径比也明显影响拔出强度 (P <0 .0 1) ,但在B2组 (5 5 %～ 70 % )和B3组 (70 %～ 85 % )间的比较没有统计学意义 (P >0 .0 5 ) ;对于拔出强度来说 ,骨密度和椎弓根钉直径 椎弓根横径比之间有交互作用 ,即协同作用。结论 :建议最佳椎弓根钉直径 椎弓根横径比为 5 5 %～ 70 % ;对于重度骨质疏松的病例 ,应注意抗拔出力不能满足生理要求的危险性。

人胫骨四种内固定器的生物力学评价

目的 :比较四种内固定器在人胫骨骨折时的生物力学特性。方法 :将经防腐固定成人胫骨9根 ,制成中段横断骨折 ,依次安放双Ender钉 ,双矩形钉 ,梅花钉和四孔钢板 ,并进行前内侧和前外侧三点弯曲实验及轴向扭转实验。结果 :Ender钉、四孔钢板、梅花钉和矩形钉内固定器的三点弯曲刚度分别为 :前外侧 13 .0、2 5 .4、41.8、2 3 .3N/mm ;前内侧 2 5 .5、 16.2、41.4、2 0 .2N/mm ;轴向扭转 15°时的力矩分别为 :1.43、4.67、0 .86、0 .86Nm。梅花钉抗弯曲较其它内固定器强 (P <0 .0 1～ 0 .0 5 ) ,余者间无显著性差别 ;四孔钢板抗轴向扭转较其它内固定器强 (P <0 .0 1) ,Ender钉次之。结论 :4种内固定器中四孔钢板抗轴向扭转性能最好 ,梅花钉的三点弯曲刚度最强 ,对于胫骨骨折 ,Ender钉和矩形钉可以提供较好的稳定作用。

氯仿/甲醇处理同种异体肌腱移植的生物力学变化

目的 :探讨氯仿 /甲醇 (CM)处理的同种异体肌腱移植后的生物力学性质。方法 :2 4只新西兰兔随机选择 1侧跟腱行CM腱移植 ,另一侧行自体移植。按术后 1、2、6、12周行生物力学测试。结果 :自体腱移植组和CM肌腱移植组的拉伸强度和刚度在术后 1、2周 ,6周与术前、术后 12周分别有显著性差异(P <0 .0 1)。自体腱移植组与CM腱移植组术后 12周的拉伸强度和刚度无显著性差异 (P >0 .0 5 )。结论 :CM腱移植组与自体腱移植组在各个时间点的力学变化相近 ,无统计学变异 ,可以用来替代自体腱。

颈后路椎间孔扩大成形术的应用解剖及生物力学

在７例成人颈推标本上摹拟颈后路推间孔扩大成形术。分别切除２５％、５０％、７５％、１００％椎间关节和相邻部分椎板，测量颈神经报暴露长度、推动脉与脊髓间距离及其与钩突、椎间盘相互间位置关系。对门除５０％和７５％椎间关节两组神经根进行不同力值牵拉与术野暴露范围的研究。结果表明：切除５０％椎间关节最为理想。文中重点讨论了如何安全、有效地切除钩突和手术设计的解剖学依据。

两种Steffee术式治疗腰椎滑脱的生物力学分析

采用９具新鲜尸体腰椎标本，复制腰椎滑脱术式模型，分别用两种Ｓｔｅｆｆｅｅ术式固定标本。施加１０．０Ｎ·ｍ的最大纯力矩，用脊柱三维运动立体测量系统观察它们对标本生物力学稳定性的影响。在脊柱前屈、后伸，左、右侧弯，左、右轴向旋转６个主运动状态下，滑脱状态的运动范围较完整状态的显著憎大，ＳｔｅｆｆｅｃＡ、Ｂ两种状态较滑脱状态显著减小．ＳｔｅｆｆｅｅＡ方法运动范围均值小于ＳｔｅｆｆｅｅＢ方法，但两者间无显著住差异。结果提示：两种Ｓｔｅｆｆｅｅ术式对腰椎滑脱均有良好的固定能力，相对而言，ＳｔｅｆｆｅｅＡ方法更好。

腰骶部椎间盘髓核摘除对脊柱稳定性影响的生物力学研究

目的：分析髓核摘除对腰骶部Ｌ４～Ｌ５和Ｌ５～Ｓ１节段稳定性的影响。方法：对６例成人新鲜腰骶部（Ｌ４～Ｓ１）标本髓核摘除前后进行三维运动范围和压缩、剪切刚度的测定。对标本施加最大为１０．０Ｎ．ｍ的力偶矩，使之产生前屈、后伸、左右侧屈和左右轴向旋转运动，并由双平面立体测量的计算机图像分析系统得到节段运动范围。分别在１３００Ｎ，６００Ｎ和６００Ｎ的载荷下测定压缩、前后剪切和左右剪切刚度。结果：髓核摘除后，Ｌ４～Ｌ５和Ｌ５～Ｓ１节段的三维运动范围明显增大，其中Ｌ４～Ｌ５节段的后伸、左右轴向旋转运动增大有显著性，Ｌ５～Ｓ１节段的前屈运动增大有非常显著性，左右轴向旋转增大有显著性；Ｌ４～Ｓ１节段压缩和剪切刚度降低，左右剪切刚度降低有显著性。结论：髓核摘除使腰骶椎节段性三维运动范围增大，压缩和剪切刚度下降，腰骶节段失稳，以致整个后部结构承受更大的负载，导致小关节和韧带的损伤和退行性改变。

胫骨骨折三种固定器械的生物力学比较和临床研究

目的 明确不同固定器械在胫骨不同骨折类型固定中的优缺点 ,以指导临床应用。方法 36具胫骨标本制成中段无缺损及有缺损骨折模型 ,行GD型单侧外固定支架、Grosse -kempf钉、TCP三种不同器械固定后 ,进行各项生物力学性能测试 ;选择上述三种器械固定的胫骨中段稳定及不稳定骨折临床病人各 6 0例 ,行临床疗效对比。结果 抗压刚度GK钉最强 ,弯曲刚度TCP最强 ,GD支架此二项刚度差 ,抗扭刚度三者差异不明显。临床GK钉组弃拐行走时间最早 ,但三者骨折愈合时间差异不明显。结论 胫骨骨折髓内固定较其它二种方法更能达到坚强固定且应力遮挡最小 ,髓内固定无论是生物力学还是临床应用均优越 ,髓外固定易产生应力遮挡 ,外固定支架生物力学性能较差 ,需延迟术后下地负重时间。

颅骨构筑对骨折类型的影响──冲击实验

颅骨骨折的类型是判断伤情的重要依据，其发生机制对临床有指导意义。作者取尸颅顶部和翼区作钝性冲击实验，探讨颅骨构筑对骨折类型的影响。顶部骨有完整连续的力学结构，抗拉压及剪切力大，其薄层外凸形构成薄壳结构，易分散外力，钝性击伤时呈辐射性和环形骨折，颅脑损伤较广泛。翼区无上述特性，尽管有较厚软组织保护，仍易损伤，钝击伤时呈凹陷性骨折，颅脑损伤较局限。因而，通过头颅平片的骨折类型能推测受力性质及受力部位，对头部外伤的诊断和开颅探查有指导作用。本文结果还表明，辐射住骨折不是起源于受击处的内板，而是起源于外弯区外侧的外板。

股骨共振频率的测定及其意义

实验比较在完整股骨、中切１／２、中切２／３、截骨＋髓腔棒（３１６不锈钢）固定及截骨＋钢板（ＴＡ３）固定等五个状态下防腐湿股骨共振频率的变化，探讨共振频率测定对股骨骨折愈合及内固定评价的意义。结果表明：随着截骨程度增大，骨的共振频率降低，提示共振频率与骨的结构刚度有关。截骨后应用钛钢板内固定的结构刚度相当于防腐湿股骨中切１／２的结构刚度；髓腔棒内固定的结构刚度则相当于中切２／３的结构刚度，两者都比完整股骨低。测量结果亦发现，钛钢板和髓腔棒固定同样对股骨有载荷共享作用。

挤压螺钉固定自体髌韧带重建前交叉韧带的生物力学研究

目的 :对挤压螺钉固定自体骨 髌韧带 骨 (B PT B)移植重建前交叉韧带 (ACL)术进行生物力学评价。方法 :对正常和挤压螺钉固定自体B PT B移植重建ACL术后状态的 6例新鲜尸体标本 ,进行膝关节屈曲 15°、3 0°、90°胫骨前移刚度和屈膝 90°胫骨前移强度测试。结果 :挤压螺钉固定自体B PT B移植重建ACL术后 ,膝关节成屈曲状态时胫骨前移刚度明显大于正常状态 ;强度则明显小于正常状态 ,约为其3 2 %。结论 :挤压螺钉固定自体B PT B移植重建ACL术后可早期开始非负重功能锻炼 ,肌力锻炼以闭链训练为宜。

两种固定方法修复股骨髁上骨折的生物力学及生物学性能比较

目的:探讨逆行交锁钉与动力髁螺钉固定股骨髁上骨折的生物力学及生物学性能。方法:实验于2003-12-03/19在解放军第一军医大学医学生物力学实验室完成。取成人新鲜尸体股骨下半部标本12具(家属同意),人为造成股骨髁上骨折,用逆行交锁钉行骨折复位内固定与动力髁螺钉行骨折复位内固定,对内固定的标本进行生物力学测试,用SPSS10.0统计软件对实验数据进行分析。结果:逆行交锁钉的垂直压缩位移大于动力髁螺钉犤(1.950±0.568),(0.258±0.071)mm,P<0.0001犦,逆行交锁钉的扭转位移大于动力髁螺钉犤(15.165±2.500),(2.647±0.228)mm,P<0.0001犦,逆行交锁钉的弯曲度数大于动力髁螺钉(4.568±1.186),(3.052±0.501)°,P<0.0001犦。结论:动力髁螺钉的抗压缩、抗弯曲、抗扭转性能比逆行交锁钉大。逆行交锁钉在生物力学性能方面远不如动力髁螺钉,但该器械在手术中可行骨折闭合复位内固定术,骨折愈合快,出血少,可达到骨折的生物学固定要求。