• 2021年第2期文章目次
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      2021, 36(2).

      摘要 (27) HTML (0) PDF 851.26 K (175) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 封面

      2021, 36(2).

      摘要 (17) HTML (0) PDF 662.00 K (43) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • >专家论坛
    • 脊柱生物力学研究的回顾与展望

      2021, 36(2):169-176.

      摘要 (45) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:脊柱生物力学研究是认识脊柱功能、脊柱发病机制和选择脊柱治疗手段的重要基础。从脊柱的基本构成单位椎骨、椎间盘、韧带、脊柱功能单位以及整体脊柱5个层面总结归纳这些领域的生物力学基本研究进展和成果,包括人体标本的体内和体外试验、动物标本的体内和体外试验以及数学模型等不同研究方法的结果。同时,凝练部分了解尚不充分的生物力学数据,这将成为未来重要的研究方向。

    • >专栏
    • 3D打印高度可调聚醚醚酮颈椎椎间融合器的优化设计与评价

      2021, 36(2):177-183.

      摘要 (35) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 针对传统颈椎融合器与患者解剖形貌匹配程度较低的临床问题,建立一款具备高度调节功能且外形与椎体相匹配的颈椎融合器,并对其生物力学性能进行评价。方法 按照颈椎前路解压术(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)建立颈椎C4~5节段融合模型,模拟前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转不同运动工况,计算融合器与椎体终板的应力。3D打印制备融合器后进行体外力学实验,探究融合器的安全性与稳定性。结果 该融合器可保持融合C4~5节段颈椎活动度(range of motion, ROM)为1°~2.8°,降低至自然节段ROM的40%~80%。在体外压缩试验中,融合器屈服载荷为(2 721.67±209) N,满足服役状态下生理载荷的最大需求。结论 所设计的高度可调融合器显示出较优的生物力学性能,且可以减少手术中的选型步骤。

    • 支架-骨粒-可吸收骨水泥式腰椎间融合术的有限元分析

      2021, 36(2):184-188.

      摘要 (27) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 采用有限元分析方法研究镍钛记忆合金支架-自体骨粒-可吸收骨水泥式腰椎间融合术的生物力学性能。方法 依次建立正常L3~5节段有限元模型(M0)、盒状融合器模拟植入的L4~5椎间融合术模型(M1)、镍钛记忆合金支架模拟植入的L4~5椎间融合术模型(M2)以及镍钛记忆合金支架模拟植入复合骨粒-可吸收骨水泥混凝物浇注植骨的L4~5椎间融合术模型(M3)。对模型进行力学加载,分析各模型生物力学稳定性和L4椎体下终板的峰值应力。结果 M1、M2模型L4~5节段在前屈、后伸、侧屈、轴向旋转方向上的活动度较M0模型明显降低。在M3模型中,手术节段稳定性进一步提高,且L4下终板峰值应力远小于M1、M2模型。结论 镍钛记忆合金支架与传统盒状融合器在单独用于腰椎间融合术时具有生物力学等效性,在复合应用骨粒-可吸收骨水泥混凝物浇注植骨后能进一步提升稳定性及降低终板应力。

    • 寰枢关节后路动态固定的生物力学研究

      2021, 36(2):189-194.

      摘要 (16) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 探讨动态固定(转动钉、滑动钉)对寰枢关节稳定性的影响。方法 用6具新鲜成人枕骨(Oc)~颈椎(C4)节段进行测试,分别模拟完整状态、损伤状态、坚强固定、转动钉固定、滑动钉固定。采用重复测量的实验设计,在完整、损伤和不同固定状态下,通过脊柱试验机对标本分别施加1.5 N·m前屈/后伸、左/右侧弯和左/右轴向旋转纯力偶矩。三维运动系统测量寰枢椎运动,分析比较固定节段角度的运动范围(range of motion, ROM)和中性区(neutral zone, NZ)。结果 损伤状态下,寰枢关节ROM在前屈、后伸、侧弯和旋转方向上均显著增加,产生了寰枢关节不稳。在前屈、后伸、侧弯和旋转方向上,坚强固定和动态固定后ROM均显著减小。与坚强固定比较,动态固定仅在侧弯方向上ROM较大。动态固定显著减小了在屈伸、侧弯和旋转方向上的NZ,且与坚强固定之间的差异无显著性。结论 寰枢关节动态固定后,在前屈、后伸和旋转方向上的稳定性与坚强固定相当,但在侧弯方向上较弱。动态固定能够维持寰枢关节的相对稳定。

    • 脊柱后路椎弓根固定系统轴向力学研究

      2021, 36(2):195-200.

      摘要 (22) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 分析影响脊柱后路椎弓根固定系统轴向力学性能的因素。方法 建立脊柱后路椎弓根固定系统轴向力学性能的力学模型,并进行力学分析;参考标准YY/T 0961-2014,采用Instron E3000和Instron E10000力学试验机对JHL-Ⅰ型多轴组件、JHL-Ⅰ型单轴组件、JHL-Ⅴ型多轴组件和JHL-Ⅴ型单轴组件进行轴向顶出力测试和轴向夹紧扭矩测试。结果 组件单轴椎体钉系统的顶出刚度明显高于多轴椎体钉系统;组件JHL-Ⅴ型椎体钉系统扭转刚度略高于JHL-Ⅰ型椎体钉系统。影响椎弓根系统轴顶出力的主要因素是锁紧螺栓的型号、尺寸以及锁紧力矩;影响椎弓根系统轴向力矩的主要因素是锁紧螺栓尺寸和连接棒的直径;可通过增加连接棒直径、增加各个连接元件间的摩擦系数、增加锁紧螺栓中径的措施来提高椎弓根系统的轴向力学性能。结论 研究结果为优化改进脊柱后路椎弓根固定系统的轴向力学性能提供参考。

    • 新型关节突钉板系统联合单侧椎弓根螺钉固定的生物力学研究

      2021, 36(2):201-207.

      摘要 (20) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 研究经椎间孔入路椎体间融合术(transforaminal lumbar interbody fusion, TLIF)结合新型关节突钉板系统(articular process fixation system, APFS)的腰椎稳定性。方法 在已验证的有限元模型L3~S1完整节段(模型A)上,模拟TLIF手术,建立双侧椎弓根螺钉固定TLIF模型(模型B)、右单侧椎弓根螺钉固定TLIF模型(模型C)、APFS联合右侧椎弓根螺钉固定TLIF模型(模型D)。观察不同工况下腰椎模型的活动度(range of motion, ROM)以及椎弓根螺钉、APFS、椎间融合器应力分布情况。结果 不同工况下,模型B、C、D整体ROM相当,均小于生理状态模型。模型D与模型B、C相比,右侧椎弓根螺钉及椎间融合器最大压应力在不同工况下最小或介于模型B、C之间。模型D在前屈状态下APFS及右侧椎弓根螺钉应力峰值均最大。结论 APFS联合对侧椎弓根螺钉固定可作为腰椎TLIF手术的一种新型固定方式。

    • 腰椎融合术3种内固定方式的生物力学特点

      2021, 36(2):208-215.

      摘要 (22) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 利用三维有限元方法分析腰椎融合术中3种不同内固定方式的生物力学特点。方法 建立L4~5关节突全切及半切除L4~5三维有限元腰椎融合模型,在L4~5未固定模型(unfixed model,UM)上分别加载椎板关节突螺钉(translaminar facet screw,TLFS)、椎板关节突螺钉并椎弓根螺钉(lumbar pedical screw+translaminar facet screw,LPS+TLFS)、双侧椎弓根螺钉(bilateral pedical screw,BPS)。比较未固定模型及3种内固定模型在脊柱屈曲、后伸、左/右侧弯、左/右旋转6种运动状态下L4椎体及内植物的生物力学特点。结果 未固定、TLFS、LPS+TLFS、BPS模型L4椎体6种运动状态下的平均最大位移分别为1.4108、0.629 8、0.336 9、0.2 528 mm(关节突关节全切模型)和1.296 7、0.844 9、0.340 9、0.273 8 mm(关节突关节半切模型);融合器平均最大位移分别为0.479 9、0.319 5、0.167 6、0.126 4 mm(关节突关节全切模型)和0.378 7、0.348 4、0.183 5、0.137 2 mm(关节突关节半切模型);TLFS、LPS+TLFS、BPS模型6种运动状态下钉、棒的平均最大等效应力分别为178.34、79.55、56.33 MPa(关节突关节全切模型)和142.29、103.02、59.69 MPa(关节突关节半切模型)。结论 在经皮椎间孔镜下腰椎融合术中,BPS模型与LPS+TLFS模型固定效果相当,BPS模型可以取得最好的脊柱稳定性,而LPS+TLFS模型也为一个效果优良的固定方式选择。单独TLFS模型稳定性相对较差,但仍优于融合器植骨而不行内固定的脊柱模型。在不进行内固定时,关节突的保留显著增加脊柱稳定性。

    • 可吸收镁合金寰枢椎脱位固定系统的生物力学仿真

      2021, 36(2):216-223.

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      摘要:目的 研究可吸收镁合金螺钉应用于寰枢椎脱位固定的可行性。方法 选用WE43型镁合金,设计4种不同螺纹形式(三角形、矩形、梯形、锯齿形)镁合金螺钉,对螺钉-聚氨酯试验块模型、寰枢椎固定系统模型进行有限元仿真分析,获得模型上的应力分布和位移分布。结果 按照ASTM F543标准对镁合金螺钉进行拔出力仿真分析,三角形、矩形、梯形、锯齿形螺纹螺钉上的应力分别为146.20、185.22、194.98、264.55 MPa,即三角形螺纹螺钉的抗拔出力最大,且应力峰值最小;用三角形螺纹镁合金螺钉进行寰枢椎固定可以满足颈部屈伸、旋转、侧倾所需的强度要求;在三角形螺纹螺钉表面喷涂羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)涂层后,螺钉上应力峰值降低了17.16 MPa,涂层上的应力在涂层与基体的结合强度范围内。结论 在相同载荷条件下,三角形螺纹螺钉具有较好的稳定性,抗拔出力性能最佳;使用热处理后的三角形螺纹镁合金螺钉进行寰枢椎固定,螺钉强度满足承载要求;在螺钉表面喷涂HA涂层,可优化螺钉的力学性能,并且涂层与螺钉之间有良好的结合强度。

    • 可控压缩应力轴向诱导山羊椎间盘退变模型构建及评价

      2021, 36(2):224-230.

      摘要 (8) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 构建可控压缩应力轴向诱导山羊椎间盘退变模型并评价影像及病理学特点。方法 山羊20只,随机分4组(对照组、加压4周组、加压8周组、加压12周组,n=5,压力40 N),利用X线通过椎间盘高度指数(disc height index,DHI)评价椎间盘高度的变化,利用磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)通过Pfirrmann分级法观察椎间盘退变的程度,利用HE染色及免疫组化对椎间盘进行组织病理学观察评估。结果 随着加压时间延长,对照组DHI无明显变化,实验组DHI逐渐降低;Pfirrmann分级在对照组中无明显改变,在实验组中随着时间的延长,Pfirrmann分级越高,退变程度逐渐加深:实验组HE染色显示,椎间盘髓核体积缩小、髓核细胞减少,逐渐被纤维样组织代替。免疫组织化结果显示,髓核内Ⅰ型胶原蛋白逐渐增多,Ⅱ型胶原蛋白逐渐减少,椎间盘出现退变。结论 一定的轴向压缩应力可导致山羊腰椎椎间盘退变,随着时间延长,退变的程度逐渐加重。

    • 不同方式颈椎融合手术对上颈椎Jefferson骨折稳定效果的影响

      2021, 36(2):231-237.

      摘要 (12) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 建立人体上颈椎C0~3节段Jefferson骨折有限元模型,分析后路寰枢椎融合(posterior atlantoaxial fusion, PSF)和枕颈融合(occipitocervical fusion, OCF)对颈椎椎体生物力学特性和钉棒系统力传导特性的影响。方法 基于CT图像建立人体上颈椎C0~3节段Jefferson骨折模型,依据临床手术方案实施PSF、OCF1和OCF2内固定术,施加50 N集中力和1.5 N·m力矩于枕骨底部,研究上颈椎C0~3节段在前屈、后伸、侧屈和旋转运动时,颈椎椎体的应力分布和关节活动度(range of motion, ROM)、钉棒系统最大应力以及椎间盘的应力分布情况。结果 OCF1和OCF2椎体ROM较PSF增加,钉棒应力减少,OCF具有较好的固定效果。结论 PSF、OCF1、OCF2固定术式均可减少上颈椎ROM,重建上颈椎的稳定性,使椎体和椎间盘应力分布趋向正常水平。研究结果可为临床手术方案提供理论依据。

    • >论著
    • 基于神经网络的生物组织松弛阶段力学建模

      2021, 36(2):238-244.

      摘要 (6) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 以猪肾为例,通过一系列对比和类比实验分析生物组织松弛阶段压应力变化的影响因素,并建立较为准确且具有一定泛化性的生物组织松弛阶段力学模型。方法 利用自搭建力学实验平台,对猪肾实施不同情况下压应力松弛实验。分析实验数据并整理作图,总结影响力变化的各种因素。基于获得结论 采用神经网络学习算法,对猪肾松弛阶段力变化过程进行建模。结果 预挤压力、松弛时间为生物组织松弛阶段压应力变化的主要影响因素。测试样本验证实验平均误差为6.4 mN,泛化样本验证实验平均预测误差为34.9 mN,建模效果良好。结论 神经网络建模算法具有泛化能力强、容错性好等优点,有利于为虚拟手术系统提供更为真实的力触觉反馈预测,对非线性生物组织力学建模而言是一种新思路。

    • 斑块偏心率对可降解聚乳酸支架植入狭窄血管的影响

      2021, 36(2):245-250.

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      摘要:目的 研究支架在植入狭窄血管后,斑块偏心率对支架性能以及血管和斑块应力分布的影响。方法 构建支架和理想化狭窄血管模型,赋予斑块4种不同偏心率(0%、20%、40%、60%),采用有限元方法分析支架扩张至目标位移时,支架的径向回弹率和轴向缩短率、血管和斑块的应力变化情况。结果 随着斑块偏心率增加,支架的径向回弹率和轴向缩短率均逐渐增大。同时,血管和斑块的应力也呈递增趋势,且高应力区域都逐渐靠近狭窄侧一端,斑块最大von Mises等效应力远大于动脉。结论 斑块偏心率对支架性能以及狭窄血管的应力分布有一定影响。在支架设计中,应对斑块的几何形状予与考虑,以改善支架在介入治疗中的临床效果。

    • 动静组合载荷加速正畸牙移动的动力学分析

      2021, 36(2):251-256.

      摘要 (6) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 分析机械振动加速正畸牙移动中颌骨及牙周组织的应力分布,探讨动静组合载荷加速正畸牙移动的机理。方法 采用Mimics、SolidWorks、Geomagic 和ANSYS Workbench 软件建立包括牙齿、牙周膜、牙槽骨松质骨、牙槽骨皮质骨的有限元模型,施加侧向静态正畸力、低值高频机械振动载荷,进行动力学分析。结果 牙槽骨及牙周组织的近远向正应力(Y向应力)分布可清晰区分张力、压力区,呈现周期性变化,并且其频率与加载的低值高频机械振动载荷一致;牙槽骨及牙周组织von Mises应力亦呈现周期性变化,但无法区分张力、压力区。结论 在口腔正畸领域,近远向正应力为合适的力学激励表征量;侧向静态正畸力与低值高频机械振动载荷组合的动静组合载荷是一个可行的加速正畸牙移动方法。研究结果可为低值高频机械振动加速正畸移动提供指导。

    • 不同控根附件对无托槽隐形矫治远移尖牙的影响

      2021, 36(2):257-263.

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      摘要:目的 分析不同控根附件在无托槽隐形矫治远中移动尖牙时的控根效果及对牙周膜应力的影响。方法 通过三维有限元技术,建立由4种附件(附件A:无附件;附件B:传统垂直矩形附件;附件C:1/4球形双优化附件;附件D:门拱形双优化附件)和3种载荷(载荷a:矫治器预设0.15 mm远中位移;载荷b:载荷a+对附件受力面施加 30 N·mm 逆时针力矩;载荷c:载荷a+对整个牙冠施加30 N·mm逆时针力矩)组成的11组模型。模拟右上颌尖牙在不同载荷无托槽隐形矫治作用下远中移动的控根效果。结果 所有模型的位移模式均为远中倾斜移动。门拱形双优化附件远中移动尖牙时控根效果最佳。两组双优化附件控根效果优于传统矩形附件。添加附件对尖牙的控根效果明显优于只施加逆时针力偶。无附件时牙周膜应力主要集中于远中牙槽嵴及根尖,有附件时牙周膜应力主要集中于远中牙槽嵴。结论 临床无托槽隐形矫治器在远移尖牙时,门拱形双优化附件有较强的控根效果。

    • 熔融沉积成型和选择性激光烧结打印聚醚醚酮髁突假体的生物力学研究

      2021, 36(2):264-270.

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      摘要:目的 对3D打印个性化聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone,PEEK)髁突假体进行有限元分析和压缩性能测试,分析假体的应力分布特征及机械力学性能,评估假体的临床应用价值及应用前景。方法 通过CBCT、Mimics、Geomagic Studio、SolidWorks和ANSYS Workbench等软件建立PEEK髁突假体、下颌骨和固定螺钉的有限元模型,加载最大咀嚼力,记录髁突假体和螺钉的最大应力以及下颌骨的应力应变。模拟临床实际情况,设计专用夹具,以1 mm/min速率对熔融沉积成型(fused deposition modeling, FDM)和选择性激光烧结(selective laser sintering,SLS)两种方法制备的髁突假体进行压缩性能测试。结果 有限元分析发现,PEEK髁突假体的峰值应力位于髁突颈的后部,为10.733 MPa;5个固定螺钉的峰值应力集中在靠近下颌升支后缘的2#和5#螺钉,为9.707 5 MPa;假体和螺钉的峰值应力均小于其屈服强度。压缩实验发现,FDM和SLS制备髁突假体可承受的最大压力分别为(3 814.7±442.6)、(1 193.970±260.350) N;FDM制备假体相较于SLS制备不但压缩强度较大,且韧性较好。结论 3D打印个性化聚醚醚酮髁突假体显示出均匀的应力分布和较好的机械力学性能,可为PEEK作为修复颞下颌关节的重建材料提供理论依据。

    • 声激励影响人眼频率响应的有限元分析

      2021, 36(2):271-276.

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      摘要:目的 研究声激励下激励源、眼内压以及材料参数对人眼频率响应的影响。方法 基于三维有限元全眼模型,根据人眼形变及应力分布结果,定量分析各参数对人眼频率响应的影响。结果 其他参数保持不变,只改变激励源的位置、大小,声激励源分别放在角膜正上方、偏45°处以及激励较大处,134 Hz时人眼共振幅值分别为35、48和133 μm;只改变眼内压时,第1阶共振频率几乎不受眼内压的影响,其他阶的共振频率随眼内压增大稍向左偏移;只改变巩膜弹性参数,人眼组织的共振频率随着巩膜弹性增大而增加。结论 激励源的位置和大小对人眼的共振频率无影响,但对共振幅值有较大影响;眼组织材料参数对人眼频率响应的影响较大;眼内压对共振频率的影响呈近似线性。研究结果为临床开发高性能的眼内压监测技术提供理论基础。

    • 基于多刚体力学模型腰椎推拿斜扳法的优化

      2021, 36(2):277-283.

      摘要 (22) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 综合考虑推拿的有效性和安全性,提出一种评价振荡激励和脉冲激励腰椎推拿斜扳法优劣的方法,并对振荡激励腰椎推拿斜扳法进行优化。方法 建立多刚体胸-腰椎生物力学模型,手法作用力作为模型的输入力,运用MATLAB/Simulink进行仿真,模拟得到腰椎各节段位移和加速度随时间变化的情况,对腰椎推拿手法行优化时,改变推拿作用力的核心要素频率f和操作次数n,比较腰椎各节段最大相对位移和最大加速度,并提出一种新的指标z,对推拿手法的有效性和安全性进行综合评价。结果 两种激励腰椎推拿斜扳法作用时,腰椎各节段最大相对位移没有差异;振荡激励腰椎推拿斜扳法作用时,腰椎各节段的最大加速度均明显小于脉冲激励腰椎推拿斜扳法作用时的最大加速度。当f=1~2.5 Hz时,推拿整体效果比较好,且整体效果与操作数无关,推拿作用力持续1个操作数即可;当f=3.33 Hz,n≥5时,推拿治疗效果最好,但此时腰椎各节段承受力也相对较大;当f≥5 Hz时,推拿整体表现不佳。结论 振荡激励腰椎推拿斜扳法比脉冲激励腰椎推拿斜扳法更安全,研究结果为医生提供一个比较合理的振荡激励腰椎推拿斜扳法操作参数的范围。

    • 股骨颈骨折术后不同复位质量的力学特性分析

      2021, 36(2):284-289.

      摘要 (13) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 探究股骨颈骨折术后不同复位质量的力学特性。方法 选用Sawbones人工合成股骨模型3例,将2例造模成为Pauwel III 型股骨颈骨折,并在骨折模型上以倒三角方式置入3颗空心螺钉,用以固定骨折,并保持不同复位质量(定义为模型1、2);另外1例模型为无骨折模型,即不进行任何造模操作(定义为完整模型);在力学试验机上对股骨模型进行垂直载荷加载。结果 当股骨头位移达到4 mm时,完整模型和模型1、2承受的平均载荷分别为(236.30±5.35)、(196.57±3.56)、(69.50±2.95) N,3组载荷具有显著性差异。当股骨头位移达到5 mm时,完整模型和模型1、2承受的平均载荷分别为(276.7±3.40)、(232.93±2.64)、(80.83±4.54) N,3组载荷具有显著性差异。结论 股骨颈骨折术后复位质量越差,股骨承受应力的能力越弱,术后康复过程中并发骨不愈合、再骨折、股骨头坏死的机率越高。

    • 新型脑脊液引流分离装置的设计及分析

      2021, 36(2):290-296.

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      摘要:目的 在现有临床引流装置基础上,对患者端引流管与引流袋端引流管连接处设计两种新型结构,对比两种结构并验证其是否满足临床使用的设计需求。方法 结构1采用电磁驱动方式进行吸合,结构2采用永磁体磁化方式进行吸合,并建立静态电磁场有限元模型。比较两种结构在施加不同电流作用下的受力情况,分析其磁力线分布及磁感应强度,设计模拟实验并进行初步实验研究。结果 结构1、2在吸合状态下,闭合端面处最大磁感应强度均出现在两铁芯接触位置。结构1吸力可通过电流调节,在通1 A电流时,闭合端面处最大磁感应强度为0.76 T,实验测得电磁力为6.08 N,结构2实验测得磁力为6.68 N,均小于8 N 缝合线张力。结构2通过给驱动线圈供电产生反向磁场实现装置分离。结论 当电流为1 A时,结构1可以满足磁吸力要求;当结构2的电流达到1.8 A时,可以实现装置分离。两种结构设计均满足临床设计需求,结构2在使用过程中更具备安全性。同时,有限元分析及实验测试验证了结构的可行性。

    • 老年人手提重物时不同停止方式对步态稳定性的影响

      2021, 36(2):297-303.

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      摘要:目的 分析老年人手提重物及不同步态停止方式时下肢肌肉活动特性及相应关节运动参数的变化,探究手部负重及步态停止方式对老年人步态稳定性以及身体平衡的影响。方法 以0 kg、双手各2.5 kg和右手5 kg的负重方式,分别在急停和有计划停止条件下,采集双侧下肢踝、膝、髋关节角度以及表面肌电信号。结果 在不同的负重方式下,双侧下肢踝、髋关节角度均有显著差异(P<0.05),而膝关节角度无显著变化,不同停止方式显著影响各关节角度的变化(P<0.001);制动腿胫骨前肌、股外侧肌、股二头肌平均肌电均表现为急停时肌肉活动水平更高。结论 老年人为应对负重和急停带来的不稳定性,下肢会产生相应的平衡机制。急停时,制动腿胫骨前肌需要更高的肌肉活动水平来控制踝关节的跖屈角度,从而减小踝关节波动幅度。而单手负重会增大制动腿和尾随腿肌肉做功的差异,导致侧向的不稳定性。

    • 老年男性和年轻男性行走时足底动力学特征差异

      2021, 36(2):304-308.

      摘要 (17) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 比较老年男性和年轻男性在行走时足底动力学特征的差异,探讨增龄对足底动力学的影响。方法 应用鞋垫式压力测试系统比较13名老年男性和14名年轻男性在串联行走时左脚的受压时长、受压支撑百分比、开始受压支撑百分比、结束受压支撑百分比、最大压强、最大压强支撑百分比、平均最大压强、时间压强积分、最大压力、最大压力支撑百分比、平均压力和时间压力积分的差异。结果 老年组除内侧足弓外所有分区的受压时长明显大于年轻组,同时外侧足跟、外侧足弓开始受压支撑百分比明显大于年轻组,而内侧足跟、第2、3跖骨受压结束百分比明显小于年轻组;老年人整个足底最大压力和平均压力以及第2、3跖骨平均最大压强和最大压力明显小于年轻组。老年人整个足底、第4、5跖骨和4个小脚趾的时间压强积分以及整个足底、足跟和4个小脚趾的时间压力积分明显大于年轻组。结论 前后脚串联行走时,足底筋膜机能减退可能是老年人姿势控制能力下降的主要原因之一,趾长屈肌和趾短屈肌的屈趾作用增强对老年人姿势稳定性提高有一定的代偿作用。

    • 性别和动作对排球运动员前交叉韧带损伤危险因素的影响

      2021, 36(2):309-316.

      摘要 (23) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:目的 研究性别和动作对排球运动员前交叉韧带(anterior cruciate ligament, ACL) 损伤危险因素的影响。方法 采集排球运动员急停起跳、起跳垂直落地和急停变向跑时的运动生物力学数据,运用蒙特卡罗模拟得到运动员ACL损伤概率和损伤试跳的生物力学参数。采用2×3混合设计的双因素方差分析验证性别和动作对损伤危险因素的影响。结果 不论男女,变向跑ACL损伤危险性最大(P<0.001)。变向跑和急停起跳时,女子比男子运动员ACL损伤危险更大(P<0.001)。垂直落地时,男子比女子运动员更易发生损伤(P<0.001)。排球运动员ACL损伤危险因素均受性别和动作的显著性交互作用(P<0.001)。结论 变向跑时,男子运动员由于膝关节屈角小、小腿趋于前倾以及足跟着地而增加ACL负荷,女子运动员倾向于由于较大地面反作用力和膝关节伸展力矩而增加损伤风险。膝关节屈角小是运动员急停起跳的主要损伤因素,且男子因素更繁杂。垂直落地时,女子运动员损伤危险因素是地面反作用力、膝关节外翻和伸展力矩及足跟着地等;较小的膝关节屈角是男子运动员损伤危险因素。研究结果可为排球运动员ACL损伤风险评价、个性化损伤预防方案制定、临床与康复治疗等提供依据。

    • >综述
    • 聚ε-己内酯(PCL)小口径人造血管在动物实验中的内皮化研究现状

      2021, 36(2):317-323.

      摘要 (7) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:体内植入人造血管后所面临的最严重的问题就是血管内血栓形成。为了解决这一问题,多年来科学界进行各种尝试,然而解决血栓形成使血管保持长期通畅的根本方法是实现内皮化。聚ε-己内酯[poly (ε-caprolactone), PCL]凭借其可生物降解、成本低、具备良好的力学性能等优势,近年来广泛应用于组织工程支架、药物输送等。主要针对PCL小口径人造血管植入不同动物模型后,以及同种动物模型不同植入条件下的内皮化情况展开论述,从动物模型、移植物不同的内皮化方式等角度找到小口径人造血管目前在临床应用中依旧不理想的原因,为以后动物模型的选择提供参考依据。

    • 食管支架疲劳性能的研究进展

      2021, 36(2):324-329.

      摘要 (13) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:植入病体的食管支架受其结构特征和服役环境的影响,易产生疲劳破坏,从而引发严重的并发症。目前对食管支架疲劳性能的研究内容涉及载荷谱、应力-应变关系、支架疲劳裂纹和疲劳寿命预测等方面;研究方法有理论分析、数值模拟和实验研究3种。对测定食管支架疲劳性能的各种分析方法及局限性进行详细地阐述和总结,并对食管支架后期的研究进行展望。

    • 孕期盆腹生物力学改变对女性盆底功能的影响

      2021, 36(2):330-334.

      摘要 (12) HTML (0) PDF 0.00 Byte (0) 评论 (0) 收藏

      摘要:盆底功能障碍性疾病在妊娠后女性当中发病率很高。在妊娠这特殊生理时期,女性骨盆部姿势会改变,其盆腹生物力学也会随之改变,力学变化会带来相应的疾病。论述动力学改变与发生功能障碍的关系,总结女性妊娠后其腹盆腔力学改变对盆底影响,探讨诱发盆底功能障碍性疾病的高危因素,为制定盆底康复治疗最佳方案和方法提供参考。

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