通过实验生物力学、计算生物力学手段，研究生物记忆材料聚髌器及天鹅记忆接骨器治疗骨折与骨不连的生物力学基础，并对三维立体固定，动态记忆应力治疗骨折与骨不连的临床意义进行探讨。 实验分两个相对独立的部分。一、镍钛聚髌器（NT-PC）治疗髌骨骨折的生物力学研究及临床意义探讨 方法：利用实验生物力学的电测、三维光弹技术、计算生物力学的三维有限元分析进行研究。电测通过贴片，多次标定，得到聚髌器的载荷—应变曲线，并通过聚合固定新鲜人体髌骨，得到聚髌器纵向持续记忆加压力值。光测法通过通过精密浇铸，利用环氧树脂制作髌骨三维光弹模型，用临床使用的镍钛聚髌器对髌骨三维光弹模型加载，并利用环氧树脂圆环分担加在髌骨模型上持续动态的记忆力以保证实验的成功。将冻结了聚髌器记忆应力的环氧树脂髌骨三维光弹模型，分层摄片、描图，用迭代法计算模型内部各节点的应力值；利用德国Leize偏光显微镜结合三维光弹分析法分离了髌骨模型内部4个考察点的共24个空间应力分量；对聚髌器、张力带、钢丝环扎技术治疗髌骨骨折的应力场进行了比较分析。三维有限元法利用获得国际ISO9001认证的三维有限元分析ANSYS软件对聚髌器、髌骨进行建模加载分析。将聚髌器建模后进行网格划分，有限元单元采用20节点、八面体的三维砖块单元，六个定义自由度，共划分了10483个单元，节点数为：17959。髌骨三维有限元模型划分为8775个单元，节点数15847。根据聚髌器的五个聚合方向，对髌骨模型施加载荷，并根据空间力的守恒定律进行计算分析。并对临床应用的4023例髌骨骨折伤型、疗效进行分析。 结果：电测得到NT-PC纵向动态记忆加压力为13.67kg，能从9个方向向心、聚合、记忆加压髌骨于解剖位；光测得到12个层面共1262个节点的应力值，应力分析表明聚髌器固定后髌骨模型为全场分布应力，以纵向为主，侧向为辅，剪应力较小，髌骨关节面及髌骨下极部有持续固定应力存在，其主动、持续的记忆应力及上述应力分布特点是其区别于张力带、钢丝环扎技术治疗髌骨骨折的本第二军医大学博士学位论文 骨科专业质。三维有限元分析表明固定骸骨后聚骸器内表面受拉力，外表面受压力，其最大值分别为195．SMPa和18MPa，远小于其极限应力，同时亦远小于其疲劳极限。聚骸器的纵向记忆加压聚合力为 134N，与电测结果基本吻合。应力分布除 5个接触点外，整个骸骨表面受力比较均匀，约为0．SMPa。骸骨各节点应力计算表明，所受应力主要为正应力。临床4023例病例分析表明：伤型—一骸下＊2骨折、骸尖骨折、全骸粉碎骨折占86．87儿疗效—一解剖复位率98．36兄术后2．5飞0周，平均7．14周，伤膝功能达到健侧水平。 结论：1）镍钛聚骸器设计安全，且有良好的重复使用性；5个功能爪枝形成空间立体 固定，能从9个方向持续、动态、记忆加压骸骨于解剖位，对抗股四头肌与 韧带传导的纵向拉应力、内外侧支持带稳定性的侧向拉应力，并将剩余的记 忆应力作用于骨断端，促进骨愈合。2）镍钛聚骸器固定后13．67kg的纵向记忆聚合力为膝关节早期主动、循序渐进 的功能锻炼提供了根本保证。3）与张力带等技术相比，镍钛聚骸器对占骸骨骨折86．87％的骸下＊2、骸尖粉 碎骨折、全骸粉碎骨折的治疗有独特优越性，结束了“部分与全骸切除”的 历史。4）镍钛聚骸器固定后的应力分布有利于维持粉碎骨折的稳定、关节面的平整并 可能促进骨折与软骨的愈合。二、天鹅记忆接骨器治疗骨折与骨不连的生物力学研究及临床意义探讨 方法：利用实验生物力学的电测、三维光弹技术、计算生物力学的三维有限元分析进行研究。电测通过贴片，标定，得到天鹅记忆接骨器uMC）的载荷一应变曲线，并通过固定新鲜人体肽骨，计算接骨器的动态记忆持骨力值；通过二维光弹性技术计算天鹅记忆接骨器鹅颈加压部动态记忆加压力值；用精密浇铸法得到脑骨环氧树脂三维光弹性模型，并模仿临床使用，得到天鹅记忆接骨器固定下的肽骨模型三维应力场分布，并利用Leiz偏光显微镜结合三维光弹法计算了脑骨模型上考察点的三维应力场中的六个应力分量。三维有限元分析：利用获国际IS09001认证的ANSYS软件，通过计算机仿真三维有限元技术，对肪骨型天鹅 2 第二军医大学搏士学位论文 骨科专业 记忆接骨器固定脑骨的生物力学行为进行模拟，接骨器有限元模型共划分了 3487个单元，节点数为5397，单元采用20节点四面体三维砖块单元；肽骨有限 元模型共划分5783个单元，节点数为9863，单元采用10节点，四面体三维单 元。临床应用锁骨、脑骨、尺榜骨骨折与骨不连，共188例243根，平均随访 2．25年。 结果：电测：脑骨型天鹅记忆接骨?