生物力学分支之一：骨与关节生物力学综述

本文较详尽介绍了生物硬组织中骨与关节生物力学的内容及其应用.与生物软组织力学相对应,硬组织骨与关节生物力学也具有某些特性,这些都是医务工作者、力学研究者对了解硬组织骨与关节所必需的.因此,在生物力学研究上具有重要意义.     

牛股骨压缩试验研究

股骨是动物骨胳中主要承载骨,本文通过对干、湿牛股骨的压缩力学性质的研究,以了解股骨的承栽能力及断裂情况,并用生物力学的观点进行试验结果分析.     

生物力学分支之一：人骨断裂力学性质的实验研究

本实验主要目的是获得骨的断裂韧性资料,包括统计分析,随方向变化规律等。还将测量骨的临界J积分值,并利用各向异性体断裂力学的关系式,换算成K的临界值,比较两种方法求得K_c值的误差,从而检验公式的适用性。     

股骨有限元建模及相应的生物力学分析

对建立的完整股骨三维有限元模型进行了有限元静态分析.选取新鲜猪股骨上3个点贴应变片,并获得实验应变值;然后用有限元法计算获得对应测试点的模拟应变值,并与实验数据进行了对照;最后进行了人体股骨三维有限元建模,获得了准静态下的应力分布.猪股骨有限元模型所得不同载荷下指定位置的模拟数据与实验数据吻合,建模的方法可信;所建人体股骨有限元模型通过模拟计算获得了不同载荷下股骨的von Mises(等效)应力.用灰度值与材料属性关系所建立的人体股骨有限元模型能模拟真实情况,可用于股骨治疗的临床模拟.     

非均匀各向异性骨建模

为了建立针对专门患者的精确骨生物力学模型,研究通过在骨生物力学模型中引入非均匀各向异性特性来提高骨的精确性,同时通过建立患者医学影像信息和生物力学参数之间的关系,使所建立的骨的生物力学特性模型更加个性化.最后利用有限元方法对所建立的非均匀各向异性骨生物力学模型进行解算.比较有限元仿真计算结果和相应的生物力学实验数据,结果显示二者在趋势和数值方面吻合度很好,同时将相同条件下非均匀各向异性有限元仿真结果和均匀各向同性仿真模型分别与生物力学实验数据做比较,结果表明非均匀各向异性骨模型与生物力学实验结果间误差更小,基于医学影像信息非均匀各向异性骨模型比均匀各向同性骨模型精确性更高,并且能有效体现专门患者骨的力学特性.     

瘢痕疙瘩的生物力学特性

采用松弛、蠕变和拉伸试验对瘢痕疙瘩和正常皮肤的生物力学特性进行了研究和比较,得出了瘢痕疙瘩和正常皮肤的力学参数。结果表明,瘢痕疙瘩和正常皮肤的弹性模量具有显著性差异,为瘢痕疙瘩的力学性能提供了评估标准,也为瘢痕疙瘩的进一步临床研究与治疗提供参考。     

骨植入材料的表面特性与骨性结合

通过对不同骨植入材料与骨组织间界面结合特征及一些典型表面生物活性材料在形成骨性结合过程中，材料表面物理、化学状态变化的分析和归纳，提出了材料能产生骨性结合的必要条件，并对影响材料与骨组织组合的其他因素作了分析。     

骨折内固定后骨损失的在体试验研究

用ＣＴ对５例成人股骨中段骨折内固定后的骨再造行为进行了在体试验研究。结果表明,由于钢板的应力遮挡效应,使成人股骨产生了明显的骨损失,主要是内膜向外移动。     

应力水平对长骨重建影响的生物力学研究

本文通过使家免在跑台上进行体力训练,研究应力水平对胫骨及股骨物理及力学性质的影响。试验动物分为慢跑组、快跑组及对照组,在经历十个月的体力训练后,切取股骨及胫骨试件,进行骨密度及断面面积测量,力学试验包括拉伸,四点弯曲以及静态和动态压缩。研究结果表明,经体力训练后,骨的断面面积明显增加,密度基本保持不变,某些结构力学参数有明显增加,但材料力学参数没有显著性差异,慢跑组与快跑组之间所有参数几乎无显著性差异存在。     

人下颌骨密质骨的复合微动磨损特性研究

针对牙种植体-密质骨界面的微动损伤,采用球/面接触方式研究人下颌骨密质骨在倾斜角为45°、两种载荷水平下的复合微动磨损行为.在分析复合微动的动力学特性的同时,结合光学显微镜(OM)、激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)、扫描电子显微镜(SEM)对磨痕形貌进行分析,对磨屑的成分进行了测定.结果表明,下颌骨密质骨的 F-D曲线只有椭圆形和准梯形两种,复合微动最终稳态的F-D曲线均为准梯形;在高载荷的情况下骨组织出现了大量的裂纹及组织碎屑,耗散能则出现了明显的波动;下颌骨复合微动的磨损机制表现为粘着磨损、磨粒磨损、裂纹的扩展及组织碎屑润滑等共同作用的特征.     

氧化铝髋关节股骨头假体的机加工实验研究

采用高纯超细 Al2 O3粉 ,添加剂选用 Mg O(Mg(NO3) 2 · 6 H2 O)、Zr O2 (Zr OCl2 · 8H2 O )、Y2 O3按沉淀包裹工艺合成 Al2 O3材料 ,应用合成的 Al2 O3材料制备髋关节股骨头假体 ,研究了车床车削和烧成后股骨头假体的抛光及修正与股骨柄的配合尺寸等加工工艺。结果表明 ,通过数控车床车削、Si C超细粉和金刚石研磨膏分级抛光并用特制工具修正其尺寸 ,可以得到具有一定表面光洁度并与股骨柄配合良好的 Al2 O3陶瓷髋关节股骨头假体。     

小鼠股骨远端缺损植入模型的构建

目的：构建小鼠股骨远端骨缺损植入模型。方法：8周龄雌性C57BL /6J小鼠股骨远端钻开1mm直径的孔洞;将直径为1mm、长度为5mm的磺化聚醚醚酮植入小鼠股骨骨髓腔内;观察小鼠术后运动情况;术后2周,取材观察植入材料位置;使用micro-CT扫描三维重建小鼠骨微结构。结果：小鼠术后腿部行动自由,健康状况良好且存活至取材,取材后观察植入材料无松动脱出,股骨干完好未见缺损;micro-CT三维重建结果显示植入物位置正确。结论：使用该方法可成功构建小鼠股骨远端缺损模型。     

近端股骨的结构模拟

利用MullenderMG ,HuiskesR和WeinansH提出的骨自我组织控制过程 ,采用有限元与骨自优化理论相结合的方法来模拟近端股骨的结构 ,其结果是消除了早期模型中常见的方格盘现象 ,并且所预测的近端股骨的结构与实际结构非常吻合。     

股骨上端松质骨压缩粘弹性实验研究

研究了正常国人新鲜尸体股骨上端松质骨的压缩粘弹性力学性质。对股骨上端松质骨纵向、横向、45°方向试样进行了压缩应力松弛、蠕变实验 ,得出了股骨上端松质骨 3个方向的应力松弛、蠕变数据和曲线。对实验数据进行归一化处理 ,得出了归一化应力松弛、归一化蠕变函数及曲线。实验结果表明 ,股骨上端松质骨纵向组应力松弛、蠕变量均大于横向组和45°方向组。股骨上端松质骨为各向异性材料。     

一种描述松质骨骨质疏松过程的计算模型

为了定量描述松质骨的骨质疏松过程,依据骨的功能适应性和力学调控系统理论,遵循骨重建的生理过程,提出了一个带有时间历程的计算模型,模拟了废用引起的骨质疏松,并讨论了峰值骨量对松质骨骨质疏松过程的影响。结果表明:模拟废用引起的骨质疏松过程与实际生理过程相近,峰值骨量较高能够延迟骨质疏松发生的时间。     

Experimental Study on Polymer Artificial Bone with HA Coated and Fiber Liners

Layers of ante-polymerized PMMA （ Polymethylmethacrylate ） ore manually smeared on both sides of carbon fiber and polyester fiber to a certain thickness. It was pre-solidified, stripped and cut for sterilization. Based on the results of a series of experiments, HA coated artificial bone is considered to be a non-senshizing, non- irritant, and non- toxic biomaterial for medical applications. The artificial bone has excellent mechanical and biological property. And it conforms to the national standard requirement. Safety analysis guarantees h a prosperous future of clinical application.     

Experimental Study on Polymer Artificial Bone with HA Coated and Fiber Liners

1Introduction HA(hydroxyapatite)wasakindofbioactiveceram ics,whichhadexcellentbiocompatibilityandtissueaffin ityinthatitscomponentsweresimilartothoseofhuman bone[1].Soitwasthebestknownhumanbonesubstitute,andunprecedentedeffecthadbeenharvestedinrecenttwo d…