硕士论文-腰椎U形生物弹性内固定器的生物力学研究

南方医科大学硕士学位论文腰椎U形生物弹性内固定器的生物力学研究姓名：薛剑申请学位级别：硕士专业：骨外科学指导教师：靳安民20090420腰椎U形生物弹性内固定器的生物力学研究作者：薛剑学位授予单位：南方医科大学相似文献(10条)1.期刊论文周彦萍.张玉珍.顾志华测力式骨科固定器的特征研究-中医正骨2003,15(3)为确定生理应力对骨愈合的影响,提高临床疗效,在动物实验和大量临床观察的基础上,研制完成了新型骨科医疗器械-测力式骨科固定器.该器械除用于骨干骨折、矫形、部分关节内骨折外,还可用于肢体延长和相关骨科疾病的研究.这项研究指出,该器械既能保持固定稳定,又能使骨折端得到有益于愈合的生理应力,且无功能替代,即能较好地满足弹性固定准则.2.期刊论文李瑛.费攀.邹季骨折弹性固定条件下骨折端微动对骨折愈合的影响-湖北中医杂志2009,31(12)骨折愈合是一个极其复杂的生物学修复过程,是一个对力学变化高度敏感的生物学修复过程,而且受到许多因素的影响,但先决条件是良好的生物学反应能力,微动可给这一过程的顺利完成提供一个理想的生物学和生物力学环境.微动(micromovement)即骨折段控制性细微运动.近年来,有众多研究证明,微动可以促进骨痂的形成与钙化,加速骨折愈合[1-3].3.学位论文刘洪新型脊柱外固定器结合微创技术治疗胸腰椎骨折的临床应用2007[目的]本课题有以下几个目的：（1）对自行研制的新型脊柱外固定器进行生物力学测试，为其临床应用可行性提供理论依据；（2）应用新型脊柱外固定器结合微创技术治疗胸腰椎骨折，评价其临床疗效，探讨新型脊柱外固定器结和微创技术治疗胸腰椎骨折的临床应用价值。[方法]（1）根据脊柱外固定技术的优点，传统脊柱外固定器的不足自行研制一套新型脊柱外固定器（WS-1型）；（2）取7具新鲜小牛腰椎标本，自制实验不稳定性骨折模型，把实验分成正常A组、骨折模型B组、新型脊柱外固定器固定C组、新型脊柱外固定器固定联合PVP技术D组,分别按顺序测试四组的三维稳定性，并测试A组、C组与D组在300N轴向压缩实验，再行统计学分析比较；（3）应用新型脊柱外固定器联合椎间盘镜微创椎管减压技术和（或）PVP技术手术治疗胸腰椎骨折，病例选择：本组病例共69例，年龄自10岁-70岁，平均年龄56.3岁。以前中柱的压缩性和爆裂性骨折为主，椎管狭窄程度小于30％，神经功能按Frankel分级在B级以上。术后随访观察1-1.5年，观察临床疗效及并发症情况。[结果]（1）A组与B组的三维稳定性差异具有显著统计学意义，P〈0.001，B组在前屈/后伸、左/右侧弯、左/右旋转等六个自由度方向上的运动范围小于A组，B组的三维稳定性优于A组；C组与A组三维稳定性差异具有显著统计学意义，P〈0.001，C组在前屈/后伸、左/右侧弯、左/右旋转等六个自由度方向上的运动范围小于A组，C组的三维稳定性优于A组；C组与D组三维稳定性统计学差异无显著意义，P0.05，C组在前屈/后伸、左/右侧弯、左/右旋转等六个自由度方向上的运动范围D组差异无显著意义。但是轴向压缩实验A组、D组与C组均存在明显统计学差异，P〈0.001，A组的轴向压缩刚度优于C组和D组，D组的轴向压缩刚度优于C组。（2）临床应用69例病例均安全完成手术，术后无瘫痪、大小便障碍等严重并发症。主诉症状明显减轻或消失，神经系统体征明显恢复，椎管狭窄均有效解除。术后脊柱外固定器固定10天-3个月不等，发生术后并发症13例：3例椎体高度轻度丢失；9例针道口皮肤感染，其中3例针道感染，6例因外固定安装问题导致皮肤受压而破损、溃烂；另1例骶骨螺钉松动。均未带来严重后果，经对症处理后平安出院。[结论]（1）骨折模型B组是不稳定性骨折模型，满足实验的要求，新型脊柱外固定器能为不稳定性骨折脊柱提供良好的三维稳定，具有临床可行性；（2）轴向压缩实验A组、C组和D组之间的差异均具有显著统计学意义，说明单纯新型脊柱外固定器是一种弹性固定，抗压刚度不够，但新型脊柱外固定器结合PVP术后抗压能力明显，但较正常标本仍有一定的差距，手术后短期内有必要适当腰部支柱保护；（3）新型脊柱外固定器联合MED和PVP术治疗胸腰椎骨折的微创技术能减轻病人的痛苦、达到胸腰椎骨折的治疗目的和效果，并具有非融合性固定的特点，具有较大的临床推广应用价值。4.期刊论文曹燕明.赵卫东.张美超.鲍侃.达国祖.CAOYan-ming.ZHAOWei-dong.ZHANGMei-chao.BAOKan.DAGuo-zu镍钛记忆合金套合式交锁髓内钉的生物力学研究-南方医科大学学报2006,26(5)目的测定镍钛记忆合金套合式交锁髓内钉的生物力学指标,为进一步改进其临床应用提供依据.方法比较不锈钢交锁髓内钉、镍钛记忆合金套合式交锁髓内钉、6孔钢板及ender's钉对于6根新鲜肱骨标本在抗弯曲、抗扭转方面等方面的差异性.结果实验表明,镍钛记忆合金套合式交锁髓内钉在抗弯曲方面与钢板无显著性差异,优于ender's钉;在抗扭力方面与交锁髓内钉和钢板无显著性差异,优于ender's钉.结论记忆合金交锁髓内钉具有良好的生物力学特性,固定强度达到生物力学要求,而且应力遮挡小,弹性固定,记忆合金的弹性模量与骨相近,有利于骨折愈合,远端不需交锁,操作简单,便于推广利用.5.期刊论文王国栋.彭新生.王军.潘滔.WANGGuodon.PENGXinshen.WANGJun.PANTao髓内持骨动力性髓内钉的生物力学研究-中国修复重建外科杂志2008,22(6)目的对新型的髓内持骨动力性髓内钉(intramedullarycontrolleddynamicnailing,ICDN),进行生物力学测试和分析.方法10对成年男性股骨标本,年龄18～55岁.标本长度为(438±10)mm,外径(26.4±1.5)mm.按完整股骨标本左右侧随机分为A1组和Bl组(n=10);完整股骨行生物力学测量后,进行骨折模型制备,ICON随机固定一侧标本(A2组),对应另一侧用GK钉固定作为对照(B2组).将各组标本分别安装在MTS858实验机上,进行轴向压缩、4点弯曲和扭转实验;在人工骨骨折端间植入贴有应变片铁环,使铁环的上下两端与骨折端密切接触,分别植入ICDN和GK钉进行固定,利用应变仪测定两种骨.植入物复合体断端间的压力.结果承受轴向压缩负荷时,A1、B1、A2、B2组的抗压缩刚度分别为(0.19±0.18)x106、(0.22±0.12)x106、(1.67±0.68)×106和(0.86±0.32)×106N/mm,A2组和B2组比较差异有统计学意义(P0.01).冠状面抗弯刚度:A1、B1、A2、B2组分别为(0.944±0.25)×106、(1.104±0.21)×103、(0.704±0.22)×103和(0.644±0.21)×103N/mm;矢状面抗弯刚度:分别为(1.064±0.26)×103、(0.96±0.25)×103、(0.674±0.25)x103和(0.61±0.18)x103N/mm;A1组与B1组间及A2组与B2组间差异均无统计学意义P0.05).当扭矩是5Nm时,A1、B1、A2、B2组抗扭转刚度分别为(4.00±2.54)、(4.76±1.93)、(0.50±0.63)和(0.35±0.31)Nm/°;当扭矩是8Nm时,抗扭转刚度分别为(4.30±3.27)、(3.94±2.01)、(0.42±0.52)和(0.36±0.18)Nm/°;两种情况下,A1与A2组及B1与B2组间差异有统计学意义(P0.05),A2组与B2组间差异无统计学意义P0.05).ICON撑开的过程中骨折端间的压力为21.6N,GK钉锁定后未测出骨折端问压力.结论ICDN是一种弹性固定结合坚强固定的混合固定材料,可能成为将来骨折内固定的发展方向.6.学位论文孙树新外翻弹性固定器治疗肱骨髁上骨折的临床与生物力学研究19897.期刊论文李超.王以进拱桥式弹性椎弓根固定器的研制与生物力学评价-骨与关节损伤杂志2003,18(8)目的分析自行研制的新型椎弓根固定器性能.方法对拱桥式弹性椎弓根固定器(ABPF)进行生物力学测试,并与对照组(RF、Steffee、Dick)对比分析.结果ABPF在应变、应力、位移、强度、刚度方面均优于对照组(P＜0.01).结论ABPF利用特有的拱形钢板和钉板角能对脊柱骨折产生过伸折顶复位与纵向撑开复位,降低了复位过程中椎弓根钉压缩负荷.术后对脊柱骨折产生持续向前的推力与弹性固定,对防止后凸畸形复发和椎体高度丢失具有重要意义.8.学位论文李瑛小夹板弹性固定对骨折愈合过程的促进作用及其机理研究2008本课题在国内外首次将传统的中国骨伤接骨术及小夹板固定技术用于实验性骨折中；采用先进检验指标评估骨折愈合质量，监测骨折愈合过程，及其有利于或促进骨折愈合的机理；将应变式压力传感器用于骨折外固定器中，较为准确地测出骨折端的微动幅度，为设计新的骨折外固定器提供了思路；得出的研究结果，将为传统的小夹板固定技术由经验型转变为科学型提供实验和理论基础．研究目的：本研究以实验性兔胫骨骨折动物模型为研究对象，分别采用小夹板固定和钢板固定，小夹板固定中，通过调节小夹板扎带的松紧度使骨折断端承受不同的压力，观察骨折断端在二种不同的压力作用下对骨折愈合的影响，并与钢板固定组相比较，主要观察下列指标：研究方法：实验一：1、实验材料：1.1动物：兔45只，体重2-2.5kg．由湖北省科学研究院动物实验中心提供。1.2试剂：SP-9001SP检验试剂盒SP-9002sP检验试剂盒由北京中杉试剂公司提供抗VEGF抗TGF-β1均由北京中杉试剂公司提供1.3仪器光学显微镜免疫组化仪器数件夹板：自制小夹板，由较好弹性杉树皮制作。分前、后、内、外侧四块夹板，夹板上宽下窄．前侧夹板长11cm，上端宽约2.4cm；后侧夹板长10cm，上端宽约2.4cm；内、外侧夹板长均为10cm，上端宽均为1.9cm．在前侧、后侧夹板靠近胫骨结节部各刺—1.5mm小孔。钢板：江苏金鹿集团医疗有线公司提供压力传感器：由武汉超字测控技术公司提供.构造如下图所示.压力传感器主要有压力盒、导气管、三通、注气管，敏感元件以及半导体应变片等组成。其原理为：在压力测量之前，利用注气管将气体注入，使得气管内部充满气体，即使压力传感器的敏感元件两侧压力平衡，敏感元件不受应力作用．当压力盒受压力作用时，导气管内的气体受压使得敏感元件变形而产生应变，粘贴在敏感元件上的半导体应变片将压力变化产生的应变转换为电阻的变化，即建立了电阻变化与压力之间的定量关系。使用全差动测量电桥检测电阻变化，即可得出压力的变化关系．使用时，将压力传感器包入夹板内，通过传感器数值，确定夹板系带松紧程度．2.实验方法：2.1动物造模与分组：选用45只健康家兔，在左胫骨中下三分之一处，复制3mm标准横形骨折模型，随机分成A组、B组和C组，A组和B组用石膏固定，C组用四孔钢板内固定，五天后小心撤除A组和B组石膏，改用小夹板局部外固定。在兔胫骨结节处横穿一枚直经为1.5mm克氏针，再穿入前后侧夹板的眼内，以防夹板滑脱，压力传感器置于前侧夹板内面骨折的断端，再用四条扎带捆住四块夹板，夹板上扎带的松紧度不同，A、B组扎带上下移动分别约为3mm和7mm。此时读出A组压力传感器读数是18kPa，B组压力传感器读数是12kPa．2.2标本的采集与处理：分别于术后14天，24天，34天处死A、B、C组每组各五只兔子，取胫骨骨折部上下方各1cm的骨干，10％福尔马林固定三天后，经5％硝酸脱钙，流水冲洗，酒精梯度脱水，浸腊包埋，纵向切片厚度4μm．切片经二甲苯脱腊，梯度酒精水化，3％H2O2去离子水孵育5分钟灭活内源性过氧化物酶．蒸馏水冲洗，PBS浸泡5分钟，微波修复．滴加山羊血清封闭后，按1：100稀释的兔抗TGF-β1抗体和鼠抗VEGF抗体，4℃过夜。PBS冲洗3分钟，冲洗3次，滴加生物素化二抗室温孵育15分钟。PBS冲洗3分钟，冲洗3次，滴加辣根酶标记链霉