【摘 要】
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背景:与基于面骨密度的临床工具相比,特定载荷条件下的有限元模型强度分析越来越多用于改善对骨折风险的评估.然而,大多数有限元模型仅限于估计骨强度和可能发生骨折的位置,不能对骨折过程本身进行建模.目的:在ABAQUS软件中使用扩展有限元法对股骨颈骨折裂纹进行模拟,采用基于最大主应力和能量的准则来确定裂纹的起裂位置和裂纹扩展路径.方法:收集1名健康志愿者股骨近端CT数据,以DICOM格式导入Mimics重建三维模型,赋予皮质骨、松质骨相应材料参数.最初进行静态分析,以评估骨应力分布并确定骨折危险区域.基于应力结
【机 构】
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广州中医药大学第一临床医学院,广东省广州市 510405;广州中医药大学,广东省广州市 510405;广州中医药大学第一附属医院创伤骨科,广东省广州市 510405;广州中医药大学岭南医学研究中心,广
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背景:与基于面骨密度的临床工具相比,特定载荷条件下的有限元模型强度分析越来越多用于改善对骨折风险的评估.然而,大多数有限元模型仅限于估计骨强度和可能发生骨折的位置,不能对骨折过程本身进行建模.目的:在ABAQUS软件中使用扩展有限元法对股骨颈骨折裂纹进行模拟,采用基于最大主应力和能量的准则来确定裂纹的起裂位置和裂纹扩展路径.方法:收集1名健康志愿者股骨近端CT数据,以DICOM格式导入Mimics重建三维模型,赋予皮质骨、松质骨相应材料参数.最初进行静态分析,以评估骨应力分布并确定骨折危险区域.基于应力结果和排除边界附近的单元,定义了允许在扩展有限元法分析中发生断裂的富集区,当主应力超过116 MPa时单元发生裂纹萌生,预测裂纹位置与演变过程.结果 与结论:①静力学分析:在站立位载荷下,股骨颈出现应力集中,最大等效应力为711.8 MPa,根据第四强度理论,股骨皮质骨屈服强度为116 MPa,当前载荷下股骨颈将发生不可逆的塑性破坏.此外,最大主应力集中于股骨颈外侧,最大值超过116 MPa.②裂纹扩展分析:裂纹的产生是一个蓄积能量的过程,随着应力不断增大并超过阈值时,股骨颈外上方开始出现单元损伤,此时为黏性裂纹状态,仍有抗断能力.随着应力继续增大,该单元完全失效,此时裂纹面周围及尖端应力值迅速降低,应力集中向单元两侧分布.裂纹先后向股骨颈前上、后下方向延伸,最终形成股骨颈骨折.③基于断裂力学建立的股骨近端骨折模型,既能很好地预测弹性行为,又能很好地预测站立载荷下的断裂裂纹路径及评估力学性能和临界主应力的影响,同时强调了充分校准断裂标准的重要性.该方法较强度理论建模方法提供了更多关于骨折裂纹扩展机制的信息,有助于对骨折潜在风险的深入探究.
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背景:腰椎退行性滑脱、节段性不稳、椎间盘源性疾病等对非手术治疗无效者一般都需进行腰椎固定融合术,单侧内固定和双侧内固定是治疗腰椎退行性疾病的两种主要的内固定方法.目的:采用有限元方法从生物力学的角度探究骨水泥注入前后不同固定方式对腰椎的影响.方法:选择“数字航天人”国家973项目的CT数据中的L1-S段共计632张,层间距为0.625 mm.利用医学图像处理软件Mimics 10.0读入扫描得到的DICOM文件重建下腰椎L1-S的模型.运用UG、MIMICS等软件建立L3-5正常、单纯融合器单侧固定和双侧
背景:聚己内酯具有良好的热稳定性、生物相容性、降解速率可调等优点,有作为组织工程支架应用于牙髓组织工程的潜能,但其亲水性和生物活性较差.目的:制备聚多巴胺及纳米羟基磷灰石改性的多孔聚己内酯(polycaprolactone-polydopamine-nano-hydroxyapatite,PCL-PDA-nHA)微球,探索其物理性能及对牙髓细胞增殖和矿化的影响.方法:采用双乳化法制备多孔聚己内酯微球,通过聚多巴胺进行表面改性,得到PCL-PDA微球,提高其亲水性和结晶能力;通过模拟体液在PCL-PDA微球
背景:医院获得性感染中有60％-70％与不同材料的医疗器械有关,而细菌生物膜细胞在慢性感染中起着重要作用.细菌的黏附和生物膜形成受生物材料特性的影响,例如表面电荷、疏水性、硬度和表面化学性质.目的:研究巨噬细胞在不同表面硬度生物材料聚二甲基硅氧烷上对大肠杆菌早期生物膜细胞的吞噬作用.方法:通过控制基料与固化剂的质量比制备硬(5:1)、中(20:1)、软(40:1)3种表面硬度的聚二甲基硅氧烷.①将大肠杆菌接种于3种硬度材料表面,孵育细菌生物膜细胞,将活化的巨噬细胞滴入各材料表面,通过CFU细胞计数、流式细
背景:颈肌在维持椎体力学平衡以及颈椎病致病的每一阶段、每一环节都发挥着重要的作用,而且是临床多种颈部症状的主导病因,颈椎力学失平衡及颈椎间盘的退变可看作是以颈肌为主的软组织病变的结果.目的:观察颈前肌短缩痉挛所致颈椎动力失衡模型兔颈椎间盘终板软骨细胞的病理变化,以及异常应力下椎间盘各结构细胞的凋亡规律.方法:健康成年新西兰白兔28只,随机分成模型组(n=14)、假手术组(n=14).模型组于甲状软骨外下方约1 cm处将双侧胸锁乳突肌用医用硅胶硬管垫起致其短缩,建立颈椎动力失衡模型;假手术组仅暴露双侧胸锁乳
背景:目前,腰椎间盘摘除术后纤维环破口仍继续存在,容易形成复发型腰椎间盘突出,如何修复纤维环破口是组织工程学的热点问题.目的:比较以明胶海绵为载体的山羊骨髓间充质干细胞移植与纤维蛋白粘合剂修复椎间盘纤维环缺损的能力.方法:从山羊髂骨中提取和分离出骨髓间充质干细胞,并将其进行传代培养.将15只山羊随机分为对照组、粘合组、移植组,每组5只(30个椎间盘).采用手术器械制备0.75 cm×0.75 cm椎间盘纤维环缺损,粘合组利用纤维蛋白粘合剂对破损的纤维环进行粘合,移植组将负载骨髓间充质干细胞悬液(细胞浓度为
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背景:单髁置换和胫骨高位截骨是治疗膝关节内侧间室骨关节炎的两种有效术式,但目前仍缺乏中长期疗效观察,且未有研究将两种方法治疗后的运动学参数进行分析比较.目的:探讨单髁置换与胫骨高位截骨治疗膝关节内侧间室骨关节炎的临床疗效及运动学参数差异.方法:回顾性收集2016年1月至2017年6月佛山市中医院骨科收治并符合纳入标准的97例膝关节内侧间室骨关节炎患者的临床资料,根据治疗方式不同分为2组,其中单髁置换组49例,胫骨高位截骨组48例.记录比较两组患者治疗前及治疗后1,2,3年膝关节活动度、Lysholm膝关节
背景:柚皮素具有抗菌、抗炎、抗纤维化、抗氧化等多种生理活性,被广泛应用于医药和食品领域.近来有研究证明,柚皮素能有效促进间充质干细胞成骨分化,但柚皮素是否有调节牙周膜干细胞的成骨分化能力尚不清楚.目的:探究不同浓度柚皮素对人牙周膜干细胞成骨分化能力的影响.方法:原代分离培养人牙周膜干细胞,分别用含浓度为10,100 nmol/L、1,10,100μmol/L和1 mmol/L柚皮素的α-MEM培养基处理72 h后,CCK-8法检测柚皮素对人牙周膜干细胞的细胞毒性.取第3代人牙周膜干细胞,分别用含0,1,1
背景:髋关节置换后假体下沉是导致手术失败的主要原因,唑来膦酸对改善髋关节置换后非骨水泥型股骨假体周围的骨量及骨密度具有良好的作用,推测其可减少假体下沉.目的:分析唑来膦酸对髋关节置换后股骨假体下沉的影响.方法:选择2019年4月至2020年4月沈阳医学院附属中心医院收治的绝经后骨质疏松性髋部骨折女性患者50例,采用随机数字表法分为2组,试验组25例全髋关节置换后1周接受静脉滴注唑来膦酸,对照组25例全髋关节置换后未给予唑来膦酸治疗.髋关节置换后1年,通过X射线片测量股骨假体下沉距离,通过双能X射线骨密度仪