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均匀材料和基于CT灰度值材料的股骨、胫骨有限元分析
为了定量分析骨量分布与载荷环境的关系,基于CT数据建立了大鼠股骨和胫骨的三维有限元模型,并分别赋予均匀的材料特性和基于CT灰度值的材料特性,用描述骨密度与力学刺激关系的算法来评估简单生理载荷下两种材料模型的有限元分析结果.结果表明,基于CT灰度值模型的有效应力和应变能密度分布与CT灰度分布比较相似,相关系数也较均匀材料模型更高;而且,基于CT灰度值模型的抗断裂能力更强;除此之外,这类模型也更符合骨再造平衡时的力学刺激均匀性假设.基于CT灰度值的有限元模型符合骨的功能适应性原理,可用于进行骨骼内部受力、变形和断裂分析,以及骨再造的数值仿真等研究.
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骨表面再造数值模拟在人工股骨头假体优化设计中的应用
人工股骨头假体植入技术目前存在的主要问题之一是:植入假体存在远期松动等并发症,从而导致手术失败.对于引起松动的主要原因,通常人们认为是磨损碎屑和应力遮挡所造成的骨质吸收.因此,对人工股骨头假体植入物的结构进行优化是具有特别重要的意义.本文采用骨再造理论与有限元结合的方法,用计算机模拟人工股骨头假体植入后股骨的再造行为,用截面吸收率和抗弯截面模量损失率定量分析假体所产生的应力遮挡效应.骨再造理论采用应变能密度作控制变量的表面再造理论,有限单元采用二十节点等参数单元.结果表明:在所讨论的假体模型中,三种围领形式的假体所产生的骨吸收仅相差4%.三种长度直柄的假体所产生的骨吸收相差近30%,直柄长度的变化对应力遮挡效应有更显著的影响.
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界面间隙对假体周围骨小梁结构的影响
我们从生物力学的角度出发,将骨自优化理论和非线性有限元法相结合,研究了骨-假体界面间隙及摩擦系数对假体周围骨再造的影响.研究表明界面间隙的大小对假体周围骨再造起着至关重要的作用.从动物实验和临床中我们可以观察到,假体周围再造的小梁骨的结构是可以变化的.一种是在假体周围有环绕假体的骨性结构,骨小梁如辐条状与这种骨结构相连而形成的有轴心辐条结构;另一种是在假体周围没有骨性结构,骨小梁直接与假体相连而形成的无轴心辐条结构.结果表明,在完全固定的边界条件下,会产生无轴心的辐条结构;在有间隙或滑动的边界条件下,会产生有轴心的辐条结构.在特定的生理条件下,轴心的厚度取决于骨-假体界面间隙值的大小,而与摩擦系数无关.
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基于损伤修复理论的各向异性骨再造自我组织控制模型
Wolff定律指出:骨能够响应力学激励来改变其表观密度和骨小梁分布的方向,表明骨再造是各项异性行为.本研究基于各项异性损伤修复理论并结合自我组织控制模型,提出更符合骨再造实际生理行为的基于损伤修复理论的各向异性自我组织控制骨再造模型,并以股骨近端为例进行了模拟,得到的结果在密度分布与主应力迹线分布上和实际都非常一致.
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邻指皮瓣并植骨再造手指末节11例
我们自1994年以来行急诊植骨、邻指"C"型岛状皮瓣修复再造毁损的手指末节11例,取得了较满意效果.报告如下:
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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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骨髓基质干细胞接种于聚乙醇酸支架中异位成骨的观察
目的将骨髓基质干细胞接种于聚乙醇酸支架中,进行异位骨再造的研究.方法分离、培养、扩增兔骨髓基质干细胞,细胞长满后用基因重组人骨形成蛋白-2诱导3天;收集细胞,按5×107/ml的浓度接种于聚乙醇酸支架中,体外继续培养5天后,植入裸鼠背部皮下组织中.于植入术后2月取材,通过大体标本、组织学检查观察新骨的形成情况.结果细胞接种后1天,即可贴附于材料表面,扫描电镜观察,细胞在材料表面伸展良好.植入后2个月,在裸鼠背部可形成明显的块状组织,质地坚硬;取材后见形成的组织为暗红色,表面光滑;组织学检查见新形成的组织由骨细胞和骨小梁构成.结论聚乙醇酸负载骨髓基质干细胞,可以在异位形成骨组织.
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新生儿与婴幼儿血清骨特异性碱性磷酸酶活性的比较
小儿处于骨塑造和骨再造的活跃时期,骨特异性碱性磷酸酶是成骨细胞的基因表型,因此,通过骨特异性碱性磷酸酶活性的直接测定,对了解小儿骨代谢状况具有重要意义.
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采用自适应模型的骨结构预测
骨的形态是骨长期适应环境的结果,骨能够按着力学环境需要调整其质量和结构.目前,骨再造理论大体可分成两类,一是位置特定理论(Site-specific theroy),二是自优化理论(Self-optimization theroy).位置特定理论和自优化理论模型都是在骨优化过程中骨内的每一点适应其力学环境,而不是骨整体结构的优化适应.
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解毒食物需常吃 多服维生素不利于心脏健康 胃食管反流疾病影响睡眠 肠痉挛缘于吃得太多 "纳米"人骨使断骨再造不再是梦想 高胆固醇预测肥胖症 意专家发明诊断微小肿瘤扫描仪 不宜运动治疗的人
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第2足趾延长再造手指临床应用体会
自足趾游离移植再造手指以来,一直克服不了短小的缺点.但2005年3月以来,笔者采用第2足趾基底两侧条形双翼皮瓣及跖背三角修饰同时携带部分跖骨再造食或中指6例,其外形及功能均满意.现报告如下.
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老龄引起骨质疏松的模拟
研究老龄对骨质疏松的影响.应用带有力学调控系统的各向异性骨再造模型结合有限元法进行数值模拟.结果表明进入老年期后,由于肌肉力量的降低和活动量的减少而导致外载荷下降,骨量相对于峰值丢失25% 以上,产生骨质疏松.力学因素可导致老年性骨质疏松,表明力学因素在预防和治疗骨质疏松起重要作用.
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用组织工程方法预构血管化下颌骨升支的实验研究
目的观察用组织工程方法再造下颌骨升支,并使之含有知名血管蒂的可能性.方法体外培养、扩增、诱导兔骨髓基质干细胞(MSCs),将细胞接种于人下颌骨升支外形的多孔珊瑚中,体外培养2 d后,植入MSCs供体兔腹壁下动静脉深面,预构血管化的人下颌骨升支.术后2月取材,通过大体标本观察、扫描电镜检查、组织学检查,观察骨组织的形成情况.结果在兔体内再造出了腹壁下动静脉为蒂的骨组织,并具有人下颌骨升支的解剖形态;X线检查显示有X线阻射影,珊瑚有部分吸收;组织学检查结果证实,在NC表面及孔洞内均有新骨形成.结论用组织工程方法可预构出具有特定形态的血管化的骨组织.
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吻合血管的髂骨瓣折迭并列游离移植再造跟骨
跟骨缺损或跟骨切除后的重建是临床骨科治疗的难题,我们于1992年5月~1997年12月收治低度恶性跟骨骨肿瘤3例,施行了肿瘤跟骨全切除,应用吻合血管的旋髂深髂骨瓣折叠并列游离移植跟骨再造修复,移植骨块全部成活,足外形及功能满意。本组男2例,女1例。年龄22~56岁,平均37岁。跟骨缺损原因:1例为跟骨恶性骨母细胞瘤在当地医院行搔刮术后复发,2例为跟骨骨巨细胞瘤Ⅱ级。3例肿瘤跟骨行全切除术。
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妇女骨质疏松过程及运动防治模拟
应用带有力学调控系统的各向异性骨再造模型结合有限元法,进行妇女骨质疏松过程及运动防治的模拟.研究结果表明:在骨量下降初始阶段,下降平缓,绝经后骨量丢失加速,60岁时,骨量下降25.84%~28.63%,80岁时,骨量下降38.50%~40.44%,运动使外荷提高10%~20%后,可使骨量增加3.05%~10.26%,上述结果与临床观察结果基本一致.证明了肌力下降是妇女骨质疏松的主要因素,绝经则加快了妇女骨质疏松的过程.运动可减缓骨质疏松.
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口腔肿瘤术后骨缺损修复的组织工程学研究进展
口腔恶性肿瘤所致的颌骨缺损修复是临床常见的研究问题,而组织工程学是近发展起来的一门新兴科学技术.本文就口腔癌与下颌骨缺损的关系、组织工程学再造骨的重要内容及其修复下颌骨缺损的进展作一综述.
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儿童、青少年骨健康:骨纵向生长、骨塑造和骨再造
生长板是实现骨骼纵向生长的基础.骨塑造完成骨径向生长.儿童、青少年骨塑造和骨再造同时存在;成人只进行骨再造.骨塑造时,骨形成大于骨吸收,二者非偶联;骨再造时,骨形成与骨吸收偶联.骨代谢标志物是反映成骨细胞或破骨细胞功能的标志物.本文从组织器官、细胞、分子三个层面,介绍了骨纵向生长、骨塑造和骨再造等过程.