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骨生物力学回顾
从Meyer(1867)、Wolff(1869)和Roux(1881)时代以来,骨生物力学经历了一个多世纪的艰难跋涉.现在我们对骨力学性质的知识比30年前丰富得多,比起100年前就更为丰富了.首先,人们已经认识到骨是一种高度复杂的系统,一种多功能的组织,具有大量的互相联系的生物物理、生物化学的生命过程.
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基于Wolff定律的各向异性骨再造模型
建立符合各向异性骨再造生理过程的骨再造数值理论模型.基于Wolff定律及骨各向异性的力学性质,在仔细研究了当前各向同性骨结构再造数值模拟预测技术的基础上,将材料方向和主应力方向趋于一致做为骨再造平衡条件,提出一新型各向异性骨再造数值模型.以二维悬臂梁结构为例进行了模拟,得到了二维悬臂梁结构的密度分布图.新型各向异性骨再造数值模型,量化了骨再造过程和骨力学性质的各向异性,实现了骨再造过程数值模拟的各向异性.应用该模型可进行更为准确的骨结构再造数值预测.
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各向异性骨再造过程的实现
目的 建立符合各向异性骨再造过程的骨再造理论模型,实现各向异性骨再造过程.方法 基于Wolff定律及骨各向异性的力学性质,在仔细研究当前各向同性骨结构再造预测技术的基础上,将材料方向和主应力方向趋于一致作为骨再造平衡条件,提出新型各向异性骨再造模型,并以二维简支梁结构为例进行模拟.结果 得到了二维简支梁结构的密度分布结果与主应力方向迹线图,并与各向同性模拟结果进行了对照,显示本模型模拟结果较为合理.结论 新型各向异性骨再造模型,量化了骨再造过程和骨力学性质的各向异性,实现了骨再造过程的各向异性,应用该模型可进行更为准确的骨结构再造预测.
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股骨上端松质骨弯曲实验研究
骨力学是生物力学的重要分支,研究骨组织在外力作用下的力学特性和骨受力后的生物效应,是对骨质进行评定的可靠方法.近年来由于骨质疏松、重建、骨造、矫形外科开展的人工关节置换术等,都需要了解松质骨的力学特性.而以往的研究以松质骨的压缩强度和弹性模量居多,弯曲对骨性质影响的研究较少.有文献报道了对成年人胫骨力学性质的实验研究[1],以及对松质骨的力学性质研究[2],但因为松质骨材料与种族、解剖部位、表面密度、年龄等因素有关[3],所以研究正常人不同部位松质骨的力学性质对临床具有重要的价值.我们对正常人新鲜尸体股骨上端松质骨进行弯曲实验研究,目的就是为了满足临床医学的要求,为进一步深入研究松质骨的力学性质打下基础.
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钼中毒对骨骼力学性质影响的实验研究
目的研究了钼中毒对绵羊骨骼生物力学性质的影响.方法绵羊16只,随机分成4个组,对照组不投Mo,A组每天投Mo 60mg/kg@w;B组投Mo每天30mg/kg@w;C组每天投Mo 15 mg/kg@w;连续投Mo 150d后将绵羊捕杀,取新鲜骨骼用极普法测定Mo含量,用KMnO4滴定法测试骨骼的Cu、Mg等微量无素的含量 -还测定了血清碱性磷酸酶含量,测试了肱骨的扭转剪应力、骨的冲击韧性等机械性能指标.结果得出了各组骨骼Mo、Cu、Mg含量,还得出了各组骨骼扭转剪应力、冲击韧性等力学性能指标.结论高Mo不引起骨骼Cu缺乏,Mo对绵羊血清碱性磷酸酶无太大影响,高Mo组扭转剪应力和冲击韧性等力学性能指标显著低于正常对照组.
