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骶二椎弓根钉内进钉固定拔出力与骶骨应变分布规律的实验研究
目的 研究骶二椎弓根钉固定拔出力与骶骨应变分布规律,为临床骶二椎弓根钉固定术提供生物力学参数.方法 取正常人新鲜尸体骶骨标本,以椎弓根钉内进钉方法固定于骶二椎弓根,于电子万能试验机上进行相应力学测试,并利用动静态电阻应变仪对预先粘贴在四个椎弓根螺栓固定边缘部位和骶骨不同部位的应变片进行测量.结果 得出了椎弓根钉的大拔出力为(514.5±9.4)N,发生在2号钉位置;大应变发生在1号钉,其大应变为(168.5±5.8)×10-6.结论 骶二椎弓根钉内进钉固定应变分布合理,有利于平衡和稳定.
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模拟股骨颈骨折外固定器固定结构模型三维有限元计算与应力分布实验研究
报道了模拟股骨颈骨折,以李治罡设计的股骨颈骨折外固定器进行外固定.模拟作用于股骨头不同方向的压力进行三维有限元分析.得出了肌骨颈、股骨干、外固定钢针等各节点的主应力σ1、σ3和位移值.还以应变电测技术与原理对模拟股骨颈骨折外固定器固定后进行应变电测量,测量了股骨干、外固定器钢针等各测点的应变、得出了各测点的应力值.计算与实验结果表明股骨颈骨折外固定器的设计符合生物力学原理,具有较好的强度、刚度和稳定性.
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模拟股骨干骨折接骨板固定应变电测量
背景:研究接骨板固定后的应力、应变分布规律,设计符合生物力学原理的接骨板是当前急待解决的课题.目的:测量模拟股骨骨折以接骨板固定后各测点的应变值,以期为设计新型接骨板提供力学参数.设计、时间及地点:单因素设计,实验于2007-07/11在吉林大学力学试验中心完成.材料:新鲜尸体股骨标本由白求恩医科大学解剖教研室提供,均为男性.死亡后2 h之内解剖尸体,取下双侧股骨共4个标本,以生理盐水浸湿的纱布包裹标本,装入塑料袋中,密封后置于-20 ℃冰箱内保存.实验前取出标本在室温下解冻后以线锯在股骨中段据开制成骨折模型,以6孔接骨板进行固定,在接骨板的12个测点贴上电阻应变片.方法:分别将贴片干燥后的标本置于电子万能试验机的工作台上,以2 mm/min的实验速度,施加1 kN载荷,通过YJ-22型静态电阻应变仪测出各测点的应变值.主要观察指标:股骨承受1 kN载荷时各测点应变值.结果:大应力、应变发生在骨干中部骨折断口和螺钉孔附近,应变值为(1 069.0±22.4) ×10-6,应力值为(17.68±2.21) MPa;小应力、应变发生在骨干上部骨折远端,应变值为(498.0±19.6) ×10-6,应力值为(8.21±1.36) MPa.结论:以尽可能少的螺钉固定钢板,螺钉的直径要尽量达到小以避免骨折断口和螺钉孔附近部位的应力集中.
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骶骨S2椎弓根外进钉固定的生物力学分析
背景:模拟骶骨骨折S2椎弓根钉外进钉固定拔出力与在拔出椎弓钉时的应变电测分析鲜有报道.目的:测量S2椎弓根外进钉固定拔出力与骶骨应变分布,为临床提供生物力学参数.方法:取正常国人新鲜尸体骶骨标本,以椎弓根钉外进钉方法固定于S2椎弓根,以小型力传感器与椎弓根钉固定装置连接测量椎弓根钉的拔出力,同时以动静态电阻应变仪,对预先粘贴在4个椎弓根螺栓固定边缘部位和骶骨不同部位的应变片进行应变电测量.1号进钉点位置为左侧第1骶后孔下缘低点,2号进钉点位置为右侧第1骶后孔下缘低点,3号进钉点为左侧第1骶后孔连线与骶外侧嵴的交点,4号进钉点为右侧第1骶后孔连线与骶外侧嵴的交点.测量椎弓根螺钉大拔出力和骶骨各测点应变值.结果与结论:外进钉1号螺钉拔出力为(399.0±7.2) N,2号螺钉拔出力为(281.0±5.2) N,3号螺钉拔出力为(196.0±4.3) N,4号螺钉拔出力为(220.1±4.6) N.应变电测量小应变发生在2号螺钉8号测点,应变为(13.5±1.1) με;大应变发生在1号螺钉1号测点,应变为(96.8±6.5) με.提示S2椎弓根钉外进钉固定方法符合生物力学原理.
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腰椎 K－rod 弹性内固定系统与刚性内固定系统体外应力遮挡效应的对比分析
目的：对比分析腰椎 k－rod 弹性内固定系统与刚性内固定系统体外应力遮挡效应，为临床提供生物力学基础。方法：选取12具12月龄雄性猪脊柱胸12－腰5标本随机分为 k－rod 弹性内固定组6个标本，刚性内固定组6个标本，对两组标本进行应变电测量，对椎弓根螺钉内固定前标本在腰4、5椎体固定螺钉孔边缘外下方、腰4、5椎体两侧横突前方及腰4、5椎体前方正中作为测点，选择10个测点粘贴电阻应变片，在电子万能试验机上模拟人的生理功能在前屈状态下施加150Nf 载荷，通过静态电阻应变仪测试各组标本固定前的应变值。然后对各组标本腰椎后路（L4－5）分别以 k－rod 弹性内固定器及刚性内固定器进行固定，1－10号测点与行椎弓根螺钉内固定前各组标本测点位置相同，为了测量内固定连接棒与椎弓根螺钉交界处的应变，在内固定棒与椎弓根螺钉交界处增加四个测点（11－14号测点），对以上测点粘贴电阻应变片，在电子万能试验机上模拟人的生理功能在前屈状态下施加150Nf 载荷，通过静态电阻应变仪测试标本固定后的应变值。结果：内固定后，在前屈载荷作用下1、2、5、6、9、10测点 k－rod 弹性内固定组标本的应力值小于刚性内固定组标本的应力值，差异显著（P＜0．05）；3、4、7、8测点 k－rod 弹性内固定组标本的应力值大于刚性内固定组标本各测点的应力值，差异显著（P＜0．05）。k－rod 弹性内固定系统所产生的应力遮挡效应小于刚性内固定系统。结论：腰椎 k－rod 弹性内固定系统的设计符合生物力学原理。
关键词： 腰椎 k-rod弹性内固定 刚性内固定 应变电测量 应力遮挡 -
模拟L4,5椎间盘脱出前路植入两种椎间融合器压缩应力应变的分析
以应变电测量的方法研究二种椎间融合器植入L4.5椎间隙后,相邻节段各测点的应变、应力分布规律,对比分析两种椎间融合器植入L4.5椎间隙后对相邻节段应力、应变的影响.取3月龄,体重90～100kg小牛腰椎(L2,5)标本15个,15个标本随机分成正常对照组5个、L4,5椎间盘摘除植入异种骨园柱形椎间融合器组5个、L4,5椎间盘摘除植入异种骨扁方形椎间融合器组5个.分别在每个标本L4,5间隙相邻节段(前面和后面)不同部位粘贴电阻应变片,在压缩状态下测量各组标本各测点的应变值.植异种骨园柱形椎间融合器和植异种骨扁方形柱椎间融合器组各测点应力大于正常对照组(P＜0.05),植异种骨园柱形椎间融合器各测点应变、应力值大于植异种骨扁方形椎间融合器组(P＜0.05).椎间盘摘除椎间融合器植入后,在压应力作用下,相邻节段发生了变化,椎体间融合器植入后,对限制相邻节段应力变化,起了较大作用,扁方形椎间融合器效果更好.椎体间融合器植入后,相邻节段应力发生变化是引起邻近节段退变的重要原因.
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骶二椎弓根钉外进钉固定拧紧力与骶骨应变分布规律的研揪
研究骶二椎弓根钉固定拧紧力与骶骨应变分布,为临床骶二椎弓根钉固定术提供生物力学参数.取正常国人新鲜尸体骶骨标本,以椎弓根钉内进钉法固定于骶二椎弓根,以小型力传感器与椎弓根钉固定装置连接,测量椎弓根钉的拧紧力,同时以动静态电阻应变仪对预先粘贴在四个椎弓根螺栓固定边缘部位和骶骨不同部位的应变片进行应变电测量.得出了椎弓根钉的大拧紧力和S1椎体、S2椎体、S3椎体正中线左侧和右侧应变值,还得出了S1左侧、S1右侧上关节突关节面部位及S1、2左侧,S1、2右侧骶后孔连线与骶中间嵴交点处应变值.说明骶二椎弓根钉术式符合生物力学原理.
