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医用生物力学 2009年第03期杂志 文档列表

医用生物力学杂志述评

膝关节前交叉韧带修复的组织工程研究进展159-161

摘要：本文介绍前交叉韧带组织工程（即利用组织工程的方法重建具有生物性能的韧带，恢复损伤韧带的生理功能）的研究现状，展望其发展前景，并分析该领域有待解决的关键问题，重点论述前交叉韧带组织工程中种子细胞、生物支架、材料表面修饰、生长因子等的选择和应用。

医用生物力学杂志骨科生物力学

前交叉韧带扭转损伤后关节腔内后交叉韧带中基质金属蛋白酶-Ⅱ活性的研究162-164

摘要：目的 初步探索前交叉韧带（anterior cruciate ligament，ACL）损伤后后交叉韧带（posterior cruciate ligament，PCL）中基质金属蛋白酶（MMP-2）的表达量变化情况。方法用已获专利的大鼠前交叉韧带瞬时扭转损伤装置将大鼠ACL损伤后在体外用酶谱分析的方法检测PCL组织中MMP-2的表达量。结果ACL损伤后的第1，2，3d后，PCL组织培养上清液中的MMP-2表达量呈时间依赖性递增趋势。结论ACL急性损伤后，PCL组织释放大量MMP-2至关节液中。

俯卧撑中前臂旋转对上肢肌肉电活动的影响174-177

摘要：目的分析俯卧撑中前臂旋转对上肢肌肉电活动的影响。方法采集10个对象在前臂内旋90°（IR90），中立位（NEU）和外旋90°（ER90）三个支撑位下肱三头肌长头和外侧头、三角肌前部和中部、胸大肌和肱二头肌的肌电信号，计算肌电信号的均方根值，并作归一化处理，运用单因素方差分析法比较不同支撑位下肌电信号的差异。同时，对一个周期内肌电信号进行包络线分析。结果从IR90到ER90，肱三头肌长头信号无显著变化，肱三头肌外侧头和三角肌中部信号逐渐减小，而三角肌前部、胸大肌和肱二头肌则逐渐增大。另外，包络分析结果显示了3种不同类型的肌电信号曲线。结论不同前臂转动支撑位对肌肉电活动产生影响，而对各肌肉的影响程度和方式并不相同。

人体脊柱全颈椎三维有限元模型研究与应用178-182

摘要：目的建立全颈椎（C1-C7）三维有限元模型，进行人体颈椎的生物力学特性研究，以其应用于临床的诊断和治疗。方法以1例健康成年女性志愿者为研究对象，利用CT图像，基于3D插补法，建立人体脊柱颈椎三维有限元模型。结果本研究成功地建立了颈椎三维数字化模型，包括7个椎体、5个椎间盘、后部结构及主要7条韧带。模型体积为74．878cm^3，表面积为326．16cm^2。整个模型由578007个单元，123358个节点构成。对模型进行了加载计算，其结果能够反映颈椎的正常生理功能。结论本研究所建颈椎三维有限元模型高度模拟了颈椎的结构与材料特性，具有结构完整、空间结构的测量准确度高、单元划分精细、重点突出等优点。在进行加载计算时发现，椎体、小关节、椎间盘的等效应力、剪切力前屈位时要大于后伸位，计算结果与以往实验结果基本相符，所建颈椎的三维有限元模型可以用于模拟颈椎的生物力学实验。

颈椎椎体次全切除与钛网植骨钢板固定三维有限元模型的建立183-188

摘要：目的 利用螺旋CT建立颈椎椎体次全切除减压植骨固定的三维有限元模型的高度数字化方法，为研究颈椎减压手术的生物力学实验提供标准模型。方法对健康成年男性志愿者进行CT扫描，获得C4～C7，节段的断层图片，将数据保存为Dicom格式，导入Mimics9．1软件进行三维几何模型重建，形成三维图像，利用Freeform软件进行模型修改和表面划分，以IGES格式转入有限元软件Ansys9．0完成颈椎骨性模型的建立。利用有限元软件Ansys9．0，在颈椎骨性模型的基础上，补建终板、补充建立终板、椎间盘、髓核、前纵韧带、后纵韧带、黄韧带、棘间韧带、棘上韧带等结构。然后模拟颈椎椎体次全切除，将C5椎体、前纵韧带、上下椎间盘切除，将建立的钛网、钢板实体模型添加到减压区。采用合适的材料性质和实体单元类型对模型进行有限元网格划分。结果颈椎脊柱三维模型有限元网格划分结果：利用三维重建软件Mimics和有限元软件Ansys9．0，成功进行椎体次全切除减压钛网植骨钢板固定三维模型有限元网格划分。整个模型共有158995个节点和94039个单元，建成后的三维有限元模型与实体组织具有良好的几何相似性。结论建立的椎体次全切除植骨固定手术三维有限元模型接近真实的生物力学标本，可以进行临床和实验研究。

不同长度齿突对螺钉把持力的测试189-192

摘要：目的 评价不同长度齿突骨折螺钉内固定的生物力学效果。方法收集20具新鲜成人枢椎标本，按齿突螺钉固定技术钻孔形成针道，模拟齿突Ⅱ型骨折，测量齿突端针道长度，置入螺钉后测试旋入力矩、最大轴向拨出力和刚度；解剖观察钉道骨质构成。结果钉道长度8．3～12．3mm，钉道长度与螺钉最大拔出力相关回归分析：相关系数r=0．28，回归方程式：Y=156．69＋67．97X（Y：钉道长X：拔出力），大于10mm和小于10mm两组间旋入力矩、最大轴向拨出力和刚度无统计学上差异（P〉0．05）；齿尖部由皮质骨构成。结论齿突长度和骨折端的稳定度关系不密切，与最大轴向拨出力成正比关系但并不显著，短于1cm的齿突对螺钉仍有较好的把持力。

双侧关节突联合棘突间植骨融合预防胸腰椎骨折术后矫正丢失的生物力学三维有限元分析193-199

摘要：目的 应用三维有限元技术构建腰椎双侧关节突联合棘突间植骨融合的生物力学新模型，评估其预防胸腰椎骨折术后矫正丢失机制，论证新模型是否比单纯双侧关节突植骨融合模型更具预防矫正丢失的优越性。方法选取青壮年男性人体脊柱标本一具，范围为L1～L2，构建骨折伴有椎间盘严重损伤的有限元力学模型，模拟患者术后内固定取出后的状态，建立双侧关节突联合棘突间植骨融合和单纯双侧关节突植骨融合的两种有限元模型，分析在压缩载荷、前屈与后伸力矩等组合作用下的椎间盘、上下终板、关节突植骨区、棘突间植骨区等的应力和位移。结果在压缩载荷和前屈与后伸力矩作用下，新融合模型的椎间盘竖向压缩位移和应变较原融合模型明显减小约为20％～35％，关节突植骨区应力也较原融合模型减小，减小量约为5．5％～13％，棘突间植骨区承担应力大幅增加，约增加了2．5～12．3倍，后柱承担内力比例明显增加。结论双侧关节突联合棘突间植骨融合后，脊柱承载结构主要由双侧小关节和棘突三点立体承担，后部棘突间植骨形成了新的强化张力带，增加了损伤节段的三维稳定性，有效减轻关节突植骨区应力集中程度，减小受损椎间盘的竖向应变和压缩位移，可预防胸腰椎骨折并伴有椎间盘严重损伤术后矫正丢失。

点接触锁定加压接骨板固定骨质疏松粉碎性桡骨骨折的生物力学特性200-203

摘要：目的 对比研究新型点接触锁定加压接骨板（point contact locking compression plate，PC—LCP）和动力加压接骨板（DCP）固定老年骨质疏松粉碎性桡骨骨折的生物力学特性。方法选取12对老年骨质疏松性尸体桡骨制成横断骨折，骨折间隙为1cm，模拟粉碎性骨折模型。每对随机选取，其中一根用PC—LCP固定，另一根用DCP固定。进行前后四点弯曲、内外四点弯曲及扭转实验，得到相应的弯曲刚度和扭转刚度。结果PC—LCP固定骨质疏松粉碎性桡骨骨折后的弯曲刚度及扭转刚度均高于DCP，但两者没有统计学差异（p〉0．05）。结论新型接骨板PC—LCP固定骨质疏松粉碎性桡骨骨折的生物力学特性优于DCP。

脊柱创伤性压缩骨折影像学表现的生物力学原因分析及鉴别诊断意义204-210

摘要：目的 观察分析不同病理状态（创伤性、骨质疏松性、转移性）下椎体压缩性骨折表现的不同征象，从生物力学的角度分析各征象的鉴别诊断价值。方法创伤组23例病人，同时设立两个对照组分别为骨质疏松组（20例）和转移瘤组（21例）。所有病例均经过X线平片、CT、MR3种影像学检查。重点观察每组病例的MR影像学表现，对部分征象在3组中的发生率进行统计学处理。结果观察记录的征象包括骨折类型、椎体后缘后凸情况、椎管变窄、脊髓变性、椎间盘损伤、压缩椎体上下方椎体内异常信号等。除压缩椎体上下方椎体内异常信号在3组间比较差异无显著性意义（P〉0．025），其余各征象在3组间比较差异均有显著性意义（P〈0．05或P〈0．025）。借鉴以往脊柱生物力学研究成果，可以分析出部分征象所反映的生物力学特征。结论不同状态下椎体压缩骨折具有不同的生物力学特征并通过影像学表现出来。综合分析多种影像学征象及其所反映的生物力学特征，可以对椎体压缩骨折做作出正确的鉴别诊断。

医用生物力学杂志基础研究

ERK信号通路参与调控周期性张应变诱导的人牙周膜细胞增殖211-215

摘要：目的 探讨周期性张应变对人牙周膜细胞（human periodontal ligament cells，hPDLCs）增殖的影响及其相关机制。方法应用FX4000T细胞应变加载系统，对体外培养的hPDLCs施加周期性张应变，幅度分别为10％和20％，加载时间为6h和24h，频率均为0．1Hz，以未加载的静态细胞作为对照组。应用流式细胞术检测人牙周膜细胞细胞周期的变化，并应用Western blot法检测细胞增殖细胞核抗原（PCNA）和细胞内信号转导分子p-ERKI／2表达的变化。用ERK1／2的特异性抑制剂PD98059预处理细胞后，在0．1Hz，10％幅度条件下，加载6h，检测p-ERK1／2的表达水平变化对细胞PCNA表达的影响。结果与静态组相比，周期性张应变增加了S期人牙周膜细胞的比例，并诱导人牙周膜细胞的PCNA和p-ERK1／2表达增加，10％幅度和20％幅度相比无显著性差异。同一幅度张应变，加载6h和24h对细胞PCNA和p-ERK1／2表达的影响无显著性差异。ERK1／2的抑制剂PD98059不仅可以明显抑制张应变诱导的p-ERK1／2活化，而且张应变诱导的细胞PCNA表达也被明显抑制。结论周期性张应变可激活ERK信号通路，促进体外培养人牙周膜细胞的增殖。

周期性张应变作用下成骨细胞凋亡的体外研究223-227

摘要：目的 研究周期性张应变对体外培养的成骨细胞凋亡作用及其与细胞增殖和细胞分化之间的关系。方法酶消化法分离培养新生sD大鼠颅顶骨成骨细胞，P2-P4代成骨细胞培养2d和4d后，用无血清培养法诱导成骨细胞凋亡，同时使用Flexcell4000^TM细胞应变加载系统分别对细胞施加72h变形率为6％和13．6％的等轴周期性张应变。根据总培养时间分为5d和7d两组。运用流式细胞技术对成骨细胞凋亡水平进行检测，同时进行细胞记数及碱性磷酸酶（ALP）蛋白含量检测。结果与不加力的对照组相比，6％周期性张应变使成骨细胞凋亡率有不同程度的降低并伴随细胞数量增加；而在13．6％的周期性张应变下，成骨细胞凋亡率增加的同时，细胞数量有不同程度地降低；而相同培养时间下，5d组细胞对6％的周期性张应变更加敏感，而7d组细胞对13．6％的周期性张应变更加敏感。ALP活性在两种张应变刺激作用下均有所下降。结论周期性张应变对成骨细胞的凋亡具有影响，不同力值的周期性张应变可通过促进或抑制细胞凋亡的方式调控成骨细胞的活性。

雌兔泌尿生殖系统动脉血管网模型的构建228-232

摘要：目的探讨应用不同浓度灌注液、不同灌注通道构建雌兔泌尿生殖系统动脉血管网模型的方法，为数字化人体泌尿生殖系统动脉血管网模型的构建提供技术基础。方法配制浓度分别为20％、10％和8％的过氯乙烯灌注液，分别经腹主动脉（A组）和腹主动脉＋股动脉（B组）进行灌注，制成雌兔泌尿生殖系统动脉血管网铸型标本后，观察评估其血管的表达。结果以不同浓度灌注液及灌注通道构建的雌兔泌尿生殖系统动脉血管网模型，其动脉血管网的表现效果有明显差异：（1）高浓度（A、B）组显示的动脉分支有明显中断现象，填充剂分布不均匀，主要显示大的动脉主干，细小动脉分支难以显示；（2）中浓度（A、B）组能清晰显示动脉主干走行及分布，血管网较完整且显示清晰，分支无明显断裂现象，但B组血管网显示更饱满；（3）低浓度（A、B）组灌注后能清晰显示动脉主干走行，但末梢动脉血管网显示过密，部分呈聚集现象，分层显示不够清晰。结论采用10％浓度的过氯乙烯灌注液，分别经腹主动脉和股动脉同时灌注，能清晰显示完整饱满、分支无明显断裂的血管网。

医用生物力学杂志综述

核心肌群训练在游泳训练中的应用233-236

摘要：采用文献资料调研，围绕核心肌群-正确的脊柱姿势-完成正确游泳技术的主题，对核心肌群训练概念的认识和游泳训练中核心肌群应用的引入，以及游泳核心肌群训练如何进一步深入到训练实践中进行了探索和积累，并以出发技术动作来检验核心肌群训练的效果。