羚牛股骨密质骨力学性能的实验研究

为了对国家一级保护动物——羚牛的骨生物力学和临床医学提供必要的骨力学参数,对羚牛新鲜股骨密质骨的拉伸与压缩力学性能进行了实验研究,用光学显微镜和扫描电镜观测了其微观结构,并与同属牛科的家牛进行了比较。实验得到了羚牛新鲜股骨密质骨沿轴向压缩和拉伸弹性模量分别为5.41GPa和0.98GPa,密质骨的力学性能在股骨的不同位置差异不显著。扫描电镜的观察表明:羚牛股骨密质骨在微观结构上是由丛状骨和哈佛氏系统组成的,其中哈佛氏系统沿径向的分布比较平均。     

3D打印仿贝壳珍珠层复合材料的压缩力学性能

为了研究3D打印仿贝壳珍珠层复合材料在准静态压缩情况下的力学性能,探索3D打印贝壳珍珠层复合材料细部尺寸变化对力学性能的影响规律,采用光固化3D打印成型的制备方法,应用刚性不透明塑料Vero Blue作为硬质砖块,软质橡胶Tango Black作为软质胶层,制备了不同砖块长宽比和不同软胶层厚度的仿贝壳珍珠层复合材料试样。运用准静态压缩的力学测试方法,同时结合有限元分析软件ABAQUS的验证,考察了仿贝壳珍珠层复合材料的压缩力学性能。实验和数值分析结果清晰表明,3D打印仿贝壳珍珠层复合材料的主要破坏形式是软质胶层开裂。数据结果显示:当软质胶层厚度不变,增加硬质砖块的长宽比可以提升整体材料的弹性模量22%～48%;而硬质砖块长宽比保持不变时,软质胶层厚度的减少则能提升断裂能量190%～253%.另外分析了试样在压缩应变为0.05时的压缩应力,结果显示有限元分析与实验结果比较吻合。     

双孔下软质胸腔镜联合硬质活检钳的临床应用

本研究探讨双孔下软质胸腔镜联合硬质活检钳用于诊断弥漫性肺部疾病和不明原因胸膜疾病的可能性。对63例弥漫性肺部疾病和不明原因胸积液患者随机采用软质胸腔镜、硬质胸腔镜和双孔下软质胸腔镜联合硬质活检钳3种不同方法进行脏层胸膜或壁层胸膜活检,测量活检标本大小,观察术后疼痛评分和术后并发症,比较3种活检方法的诊断效率。结果表明：双孔下软质胸腔镜联合硬质活检钳活检的诊断阳性率明显高于软质胸腔镜组和硬质胸腔镜组,标本大小也大于软质胸腔镜组,但疼痛评分、术后并发症与其他2组无显著差异。双孔下软质胸腔镜联合硬质活检钳诊断弥漫性肺部疾病和不明原因胸积液具有术野大且清晰、诊断阳性率高且无严重并发症、无需特殊培训、投入不大等特点。该术式是可行的,值得在以上疾病诊断时应用。     

颅骨弹性模量时效性的实验研究

采用猪颅骨为实验材料,使用应变电测法对颅骨各层弹性模量随风干时间的变化规律进行了实验研究.实验结果表明:密质骨弹性模量约是松质骨弹性模量的2.5倍,松质骨对颅骨弹性模量的影响有限;猪颅骨单层密质骨和整体的弹性模量相差约13.9%;冷冻后经室温下自然解冻的猪颅骨单层密质骨的弹性模量变化量相当于新鲜密质骨的9.2%,单纯板障松质骨片的变化量为17%,去掉一层密质骨后的颅骨片变化量为18.1%,整体猪颅骨片的变化量为15.6%;由于各生物体颅骨结构基本相同.由此可知,如果在人颅骨上也能得到相似的结论,在进行有关人颅骨研究时可大大延长同一块颅骨的使用时间.或者可以用风干颅骨、解冻后风干颅骨来代替新鲜骨,然后根据其时效特性对实验数据进行修正,这样会大大降低实验成本和难度.     

室内沙疗室实验阶段气固耦合热环境的数值模拟

研究室内沙疗室实验阶段空气和沙体间热量传递规律。运用计算机流体力学(CFD)技术建立了室内沙疗室实验阶段三维热物理模型及数学模型,应用Fluent软件计算了沙疗室内气固耦合传热问题,数值模拟与实验验证了空气和沙体温度场的变化。结果表明模拟与实验中空气和沙体的温度场变化规律吻合良好;与吐鲁番沙疗场相对照,模拟得到了适宜室内进行沙疗的温度稳态层及其埋沙深度;通过单口热压自然通风使室内沙疗室的空气热环境具有一定的热舒适度。因而,室内沙疗室可提供沙疗所需温度且相对舒适的热环境,为进一步完善室内沙疗系统的设计提供理论和实践依据。     

番茄红素对D-半乳糖致老大鼠骨质影响研究

本文研究了番茄红素对D-半乳糖致老大鼠骨质的影响.主要采用的方法是用D-半乳糖注射Wister雄性大鼠5个月,建立衰老模型,对青年组、模型组、药物组和正常老龄对照组进行骨常规参数进行测定及比较.实验结果表明:D-半乳糖组骨密度、骨结构力学参数、生物力学参数、骨钙、镁、锰及羟脯氨酸含量均比青年组有显著降低(P<0.01),而骨磷含量,骨和血清碱性磷酸转移酶均比青年组有显著升高(P<0.01),这些变化与正常老龄对照组的变化趋势一致,并且比后者变化得更显著.相比之下,药物组在上述参数指标均比模型组呈现显著差异(P<0.01).故长期大量摄入D-半乳糖导致大鼠衰老同时可能诱发其发生骨质变化,而番茄红素可以预防或降低此类致老骨质变化的发生.     

韧带-骨支架仿生界面设计与制造方法

针对当前软质韧带支架与硬质骨组织通过机械固定进行韧带修复存在的应力集中与疲劳断裂问题,提出了具有仿生界面的韧带-骨支架设计与制造方法。研究了自然韧带-骨界面的微观结构,通过工程简化设计了具有仿生界面的韧带-骨复合支架,提出了韧带-骨支架仿生界面的分层制造方法,从材料、力学及微观结构方面对所制备的韧带-骨支架仿生界面进行了分析评价。结果表明,所提出的分层制造方法可在软质韧带纤维支架与硬质陶瓷骨支架之间精确制造出所设计的仿生界面,其在材料成分、力学性能及微观结构上呈现分区变化特性。后期通过骨支架与自体骨融合生长以及仿生界面的多组织再生,有望实现韧带纤维支架与自体骨骨道的生理愈合及可靠固定,从而为临床韧带修复提供一种新思路。     

番茄红素对糖尿病大鼠骨质的影响

研究番茄红素对小剂量多次腹腔注射链脲佐菌素所致糖尿病大鼠骨质的影响.用链脲佐菌素以30mg/kg注射Wister雄性大鼠6周,成功建立糖尿病模型;对正常对照组、糖尿病模型组、番茄红素组和胰岛素治疗组进行骨常规参数进行测定及比较.糖尿病模型组骨密度、骨结构力学参数、生物力学参数、骨钙、镁、锰及羟脯氨酸含量均比青年组有显著降低(P<0.01),而骨磷含量、骨和血清碱性磷酸转移酶均比正常对照组有显著升高(P<0.01);相比之下,番茄红素组在上述参数指标方面均与糖尿病模型组呈现显著差异(P<0.01),与胰岛素治疗组呈现相同作用趋势,但效果不如后者.研究表明长期摄入番茄红素可减少小剂量多次腹腔注射链脲佐菌素大鼠糖尿病的发病率,进而影响糖尿病大鼠骨质变化的发生.     

山羊股骨近端髓内压(IMP)测定及局部注射生物蛋白胶(FG)对IMP的影响

为测量山羊正常股骨近端髓内压(intramedullarypressure,IMP)及局部注射纤维蛋白胶(fibringlue,FG)后IMP变化情况,探讨了股骨颈局部注射FG的可行性,以及注射后压力变化可能给骨质带来的后续改变。首先测量山羊正常股骨近端IMP作为基线值。然后在每只山羊左侧股骨颈局部注射FG1.0mL(FG组)作为实验组,右侧股骨颈局部注入生理盐水1.0mL(NS组)作为对照,于注射后0、2、4、8min动态监测IMP变化情况。第4周,第16周分别取材,行组织切片HE染色,观察骨内空骨陷窝率及进行骨形态计量学分析。山羊正常股骨近端IMP为(26.72±0.446)mmHg,注胶后0、2、4、8min压力分别为(65.66±1.576)、(54.73±0.765)、(36.29±0.915)、(26.28±0.224)mmHg。正常压力与注射后0min压力相比,差异有统计学意义(p<0.05)。注射前和注胶后8min时压力相比差异无统计学意义(p>0.05)。空骨陷窝率及骨形态计量学结果显示无明显差异。说明股骨颈局部注射FG对股骨近端IMP有短暂影响,但压力变化于10min内恢复到基线水平,且未见对局部骨组织产生不良影响。     

缓释双生长因子三层支架体内长期促骨软骨缺损再生的研究

外伤或关节使用过度或重度关节炎都会导致关节表面的软骨以及软骨下骨形成难以恢复的损伤．尽管目前临床上的治疗技术在某些方面取得成功，但仍存在治疗的局限性，如自体移植存在供区并发症、移植的组织不完全整合和易降解、骨髓刺激会产生纤维软骨、质量不佳等．为提高骨软骨缺损的治疗效果，前期研究制备了局部缓释生长因子rh BMP-2和rh TGF-β3的丝素蛋白/脱软骨细胞外基质/纳米羟基磷灰石复合三层支架，并在兔子体内短期植入后获得良好的骨软骨修复效果，但并未进行长期体内研究．本研究在兔子双膝滑车沟处建立直径5 mm、深度3 mm的缺损，并将具有局部缓释生长因子rh BMP-2和rh TGF-β3的复合三层支架进行缺损区植入，且以天然膝关节滑车沟处骨软骨为对照组，修复34周后通过大体观察、组织学染色、免疫组织化学染色、Micro-CT扫描以及力学测定，评价支架对骨软骨缺损长期的修复情况．大体观察、组织学染色、免疫组织学染色扫描结果表明，支架组再生软骨具有与天然组相似的表面平整度和完整度、细胞排列形态以及黏多糖含量；但Ⅱ型胶原染色和软骨纳米压痕结果表明，支架组再生软骨Ⅱ型胶原含量以及力学性能明显低于天然...     

沙疗温度及血液灌注对膝关节温度场和应力场的影响

为探究沙疗过程中沙体温度及血液灌注率对于人体膝关节部位温度场分布以及骨骼热应力的影响,在生物传热学以及经典力学的理论基础上,通过运用将膝关节部位的计算机断层扫描(computed tomography,CT)影像数据导入3D逆向建模软件Mimics建立三维模型,并将模型导入COMSOL软件并进行传热数值模拟的方法来研究了沙疗过程中膝关节温度场以及热应力的变化规律.结果表明:在45℃沙体环境下沙疗30 min,膝关节骨骼的温度和热应力主要集中在髌骨和胫骨上,而在胫骨的长骨部位尤为集中.由骨骼热应力变化曲线可以知道骨骼平均热应力在沙疗20 min时达到顶峰,在20～30 min出现下降趋势,然后在30 min以后随着时间增加开始逐渐减退.可见合适的沙疗时间在20 min左右为最佳,但不超过30 min为宜.在整个沙疗过程中,血液灌注率对于人体的温度场以及应力场起着至关重要的调节作用.     

骨膳食营养补充剂研究进展

随着年龄的增加,骨质疏松及其引起的骨折和骨关节炎患病率逐步增高,严重的危害老年人的健康。对于这类疾病要从根本上解决问题,就是要早预防,早干预,预防重于治疗,而不是仅靠药物和手术治疗。营养干预是传统骨关节炎治疗方法的补充和理念的更新。除了生活方式的干预,营养干预对于调节骨与软骨组织中合成代谢和分解代谢的平衡,调节免疫反应等起重要作用,具有战略意义。而且营养干预获益多,副作用小,费用低,在每天膳食增加一些营养素很容易获取。对全骨营养素类骨营养补充剂、氨基葡萄糖和硫酸软骨素类骨营养补充剂、胶原蛋白肽类骨营养补充剂等骨营养补充剂的研究进展进行综述,希望对相关研究提供有益借鉴。     

维医沙疗对兔膝骨关节炎血液流变学和血液动力学影响

探讨维医沙疗对兔膝骨关节炎动物模型血液流变及血液动力学的影响,为维医沙疗的研究提供科学依据.选用20只模型新西兰兔,用右后肢固定的方法建立兔膝骨性关节炎动物模型,随机分为2组:A组为自由活动组,10只,解除石膏固定后,让其自由活动;B组为沙疗组,10只.解除石膏固定后让其自由活动,同时进行沙疗.待沙疗结束,检测血液流变学及血液动力学指标.结果表明,①与自由活动组比较,沙疗组在干预后全血黏度低切、中切、高切,红细胞电泳指数,红细胞压积均降低(P相似文献   

磷酸钙与胶原双相多级仿生骨组织工程支架研究

磷酸钙与胶原是天然骨组织的重要组成成分,介绍了一种仿生设计磷酸钙与胶原双相复合的多级仿生骨组织支架.采用双氧水发泡技术精确定制磷酸钙支架孔结构,结合真空灌注胶原以及仿生矿化技术,构建磷酸钙,胶原双相多级仿生骨组织支架,材料的孔结构及化学组分可实现定制设计.通过对支架材料测试表征,结果显示,这种无机/有机/无机多级仿生支架材有良好的力学性能.材料的体外细胞实验结果证实,这种多级仿生支架材料具有良好的生物相容性.     

Kiel骨理化性能的实验分析

对牛密质Kiel骨的理化性能进行了研究,分析了Kiel骨的理化性能和其临床应用之间的关系,以便对Kiel骨的性能进行改进并寻找异种骨材料加工的新方法.采用牛腿骨骨干根据Salama报道的方法制备了Kiel骨,并对材料进行红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)、差热扫描分析(DSC)、单轴拉伸力学性能测试.结果表明经过一系列处理后,Kiel骨的无机成分主要是与人骨天然成分相同的羟基磷灰石,同时这种加工方法对有机成分的脱除并不彻底,经H2O2处理后,胶原蛋白只发生变性而并没有被脱除,这种结构变化使Kiel骨的力学性能下降.Kiel骨由于脱除了主要的免疫原性物质,其它的弱抗原物质发生蛋白质变性,其免疫原性较弱,但由于蛋白质变性降低了它的力学强度,同时也影响了胶原蛋白的生理功能,使植入材料的成骨性能较差,影响了其在临床上的广泛应用,采用温和的脱蛋白剂替代强氧化剂能够改善Kiel骨的理化性能.     

大鼠股骨生物力学实验研究

通过三点弯曲实验研究肾上腺次全切除术对大鼠股骨弯曲力学特性的影响及不同剂量糖皮质激素替代治疗后对大鼠生物力学特性的影响．研究结果表明，肾上腺次全切除可导致大鼠股骨生物力学特性降低，其原因与糖皮质激素不足造成的骨丢失有关；其生物力学特性的降低表现为骨刚度较韧度变化更明显，在激素治疗中骨刚度的恢复较韧度迟缓；补充糖皮质激素对骨代谢有剂量依赖性调节作用．术后补充糖皮质激素对骨的生物力学性能恢复随药物剂量的加大而显著增加．     

松质骨拉伸破坏细观分析

在对松质骨力学性能实验及拉伸扫描电镜观察实验的基础上,从细观的角度探讨松质骨的变和破坏现象。在此基础上,运用细观力学模型对松质骨压缩及拉伸的力学行为进行了分析,得出了弹性模量与相对密度的关系,与实验结果基本吻合。     

基于不同对流下加热系统的数值模拟与实验研究

采用多孔介质导热方程、DO辐射模型以及标准κ-ε湍流模型,建立三维热物理模型。应用有限体积法计算了室内沙疗室气固耦合传热问题。首先在自然对流条件下,即沙疗室不开风扇、处于无风状态时,改变其加热方式,分别为单面加热和双面加热。对比分析不同加热方式下,空气层以及沙体层温度场的变化。其次在双面加热条件下,改变其对流方式,分别为自然对流与强制对流。对比分析不同对流方式下,空气层温度场、速度场的变化,以及沙体层温度场的变化。最后,通过实验加以验证。研究发现强制对流条件下的双面加热能够加快空气热对流速度及沙体传热速度,使沙体层温度分布均匀化,进而提高沙体的传热效率。     

一氧化氮供体在牵张成骨中对骨形成速率的影响

目的探讨外源性一氧化氮供体(硝酸甘油悬浊液)对兔牵张成骨过程中骨形成速率的影响.方法日本大耳白兔60只,随机分为假手术组(SO组)、手术组(DO组)和手术给药组(NG组),每组20只.各实验组兔子分别于牵张术后1 d、1周、2周、4周、6周处死,每个时点处死4只.处死后的兔游离下颌骨行骨密度测量和钙含量测定,利用SPSS 19.0统计软件分析各组骨密度和钙含量的差异,并进行相关性分析,建立回归方程.结果在牵张术后1 d,DO组与NG组骨密度比较差异无统计学意义(P0.05),其余各组比较差异具有统计学意义(P0.05);牵张术后1周、2周、4周时,各组间比较差异均具有统计学意义(P0.05);牵张术后6周,各组间比较差异无统计学意义(P0.05).钙含量变化与骨密度变化整体趋势相同,牵张术后1 d时,DO组与NG组比较差异具有统计学意义(P0.05).骨密度与钙含量呈正相关(r=0.869,P0.01),建立回归方程:Y钙含量=-1233.97+3 794.986X骨密度-4 122.103X3骨密度.结论外源性NO供体可以加快牵张成骨新骨的形成速率,缩短手术周期,可根据回顾方程骨密度的变化趋势来推测钙含量的变化.