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有限单元法在脊柱康复力学研究中的应用
脊柱康复的生物力学研究主要包括脊柱运动学、运动力学和脊柱稳定性.其中,脊柱运动学研究脊柱运动的规律及范围,其特征取决于其关节面的几何形状和关节间软组织的力学性能;脊柱运动力学包括静力学和动力学两部分,前者分析作用于平衡状态下的脊柱的载荷,后者分析运动过程中作用于脊柱的载荷,目前进行的研究主要限于静力学.脊柱稳定性指脊柱在载荷作用下维持自身结构正常形变的能力,它在一定程度上决定治疗方法的选择和患者的术后康复.
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胸腰椎爆裂骨折发生机制的研究进展
胸腰椎爆裂骨折是脊柱在高速轴向载荷作用下发生的急性创伤,原因是脊柱不能在短时限内吸收所承载的能量所致.由于该类骨折的病理表现复杂,易造成脊柱不稳定,且常常合并脊髓神经损伤,加强对胸腰椎爆裂骨折发生机制的研究十分必要.近年来,由于临床检查手段的提高、生物力学的发展以及脊柱三维有限元模型的建立与应用,人们对骨折发生时的椎体内压变化、椎体内骨折块的产生机制、关节突关节的作用及脊髓损伤的机制等进行了较深入的研究,提出了许多新观点,作者就这些方面的研究进展作一综述.
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下颌骨生物力学的研究进展
下颌骨参与组成牙、颌、关节系统,是语言及咀嚼活动的杠杆.无论功能和形态,都是全身复杂的骨骼之一.受到外部载荷作用时,会引起颌骨内应力和自身的形变,临床情况下,如牙种植体、或重建手术中,外力载荷于下颌骨,都将会影响颌骨的建模与重构.为了确定颌骨受力后的情况,首先要知道它的基本力学性质, 以下就其生物力学性能及研究进展作一综述.
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螺旋种植体界面愈合过程的数值模拟
口腔种植体在植入过程中可产生机械损伤,从而在种植体界面形成由骨基质和血凝块组成的环状坏死区域(本文称为修复区).在标准的二阶段种植法中,种植体首先埋藏于颌骨内三到六个月(愈合阶段),然后通过第二次手术连接义齿或上部结构,开始承担功能载荷(功能阶段).因此,种植体在愈合期间并不直接承受载荷,修复区只间接经历由于颌骨在功能载荷作用下的变型所引起的应力.本文的目的在于建立一个关于种植体界面愈合的生物力学模型,并用有限元方法数值模拟种植体界面在愈合阶段和功能阶段的塑建改建过程.
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胸腰椎爆裂性骨折的生物力学
爆裂性骨折系指脊柱前、中柱在压缩载荷作用下发生的损伤,主要特征为椎体前方的楔形压缩(前柱损伤)、后方骨皮质的骨折(中柱损伤)及椎体后缘骨折片凸入椎管.在所有胸腰椎损伤中,以爆裂性骨折为常见.胸腰椎爆裂性骨折一直是脊柱外科的研究热点之一,随着脊柱生物力学研究的进展及脊柱内固定技术的进步,对于胸腰椎爆裂性骨折的认识也发生了相应的改变.本文重点对其生物力学研究进展作一回顾.
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胸腰椎爆裂骨折发生机制的生物力学及稳定性评价
胸腰椎骨折是脊柱常见损伤,爆裂骨折占全部胸腰椎骨折的45%[1].随着建筑业和交通业的发展,爆裂骨折发生率明显上升.爆裂骨折是脊柱在高速轴向载荷作用下发生的急性创伤,该损伤由于病理类型表现复杂,易造成脊柱不稳定,常伴有神经症状,遗留各种后遗症,给家庭和社会造成巨大的负担.因此爆裂骨折的生物力学和临床研究一直是脊柱外科领域的热点.近年来,随着影像学的发展和有限元分析的应用,人们对骨折的发生机制和稳定性评价进行了更深入的研究,提出了许多新观点,现将其研究进展综述如下.
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撞击部位对下颌骨不同结构受力三维有限元分析
下颌骨骨折可以发生在非外力作用部位,但下颌骨不同部位的骨折危险性与撞击作用部位有何种相关关系,尚未见报道.作者采用三维有限元分析的方法,从生物力学角度探讨了下颌骨不同部位在撞击载荷作用下的应力状态.
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第三章种植义齿的生物力学
骨在生物体中起着支架和运动杠杆作用 , 骨和骨组织所具有的力学特性 , 是实现这种功能的基础 . 当口腔牙种植体植入颌骨组织内以后 , 就与周围骨形成一个整体结构 , 它在功能状况下要承受载荷 , 并分布和传递力量 . 由于载荷的分布与传递 , 一方面骨和种植体产生移动和变形 , 甚至可能出现结构破坏等物理效应 , 同时要产生各种生物效应 . 研究种植体和骨在载荷作用下所产生的效应 , 认识了解口腔牙种植体的功能预后 . 从而指导种植生物材料研制 , 口腔牙种植体设计和种植义齿设计 .