高屈曲对UKA衬垫磨损性能数值分析

为探讨单间室膝关节假体置换后高屈曲载荷对高交联超高相对分子质量聚乙烯衬垫(高交联UHMWPE)磨损的影响,建立了基于Archard磨损理论的有限元模型,然后加载一个周期的水平行走步态载荷(ISO 14243标准)和高屈曲载荷,对比分析两种载荷对衬垫假体磨损影响.结果显示高屈曲时的体积磨损率要高于正常行走时的磨损率,线性磨损也明显偏高,并且衬垫和胫骨平台之间存在微动磨损.高屈曲在单间室膝关节置换的相关研究中应当予以重视.     

一种新型膝关节假体设计及稳定性评估

根据人体生理学特点,整合通用人工膝关节置换假体设计的设计参数,首次使用扭转椭圆曲线拟合膝关节假体髁曲面,设计一种人工膝关节假体。根据外髁曲面向内侧扭转的角度分为0°,10°,20°,建立3种左侧膝关节假体模型(分别命名为1、2、3号模型)。将假体模型置于步态环境中,并将股骨组件绕胫骨旋转轴旋转±3°,在计算机软件中提取股骨置换假体与胫骨衬垫组件模型之间的相交体积,作为评估人工膝关节置换假体运动稳定性的依据。步态过程中,随着膝关节弯曲角度由0°到58°,1号模型相交体积由122 mm3降低到54.9 mm3,2号由131.9 mm3降到34.5mm3,3号由216.5mm3降到58.8mm3.这种设计可以使膝关节在低弯曲角度时具有很好的稳定性,同时在高弯曲角度时具有一定的灵活性,满足人体膝关节运动的特点。     

单髁置换术后胫骨平台近端愈合前后的生物力学研究

研究单间室膝关节置换术后胫骨平台近端愈合前后的生物力学规律,探讨临床上胫骨平台近端术后骨折及疼痛机理等并发症的力学机制。根据单髁手术技术,规划3种不同胫骨切割面模型:锐角切割模型,过切割模型,圆角优化的切割模型,分别研究单髁置换术后,在即刻稳定期(愈合前)与长期稳定期(愈合后),胫骨近端在轴向加载条件下的应力-应变分布。相对于手术正常切割的锐角模型,胫骨切割面过切时,最大主应力增加了2.5倍。切割面拐角处倒圆后,相对于过切模型,最大主应力降低了73.8%,相对于锐角模型,最大主应力降低了35%.在即刻稳定期,过切模型的切割面拐角处最小主微应变较锐角模型增加了65%,圆角模型的最小主微应变较锐角模型降低了23.6%.长期稳定后,圆角模型的微应变值均低于其余两个模型的微应变值。术中过切失误会大大增加胫骨近端的应力与微应变,削弱胫骨平台的支撑能力,将增加骨折的风险。术中圆角切割模型可明显降低胫骨平台近端的应力-应变分布,且能避免术中过切。同时,也为临床中单髁术后胫骨平台近端骨折及术后疼痛并发症的机理探讨提供一定的理论依据。研究结果对单髁置换术及临床应用具有实际意义。     

不同屈曲状态下固定轴和移动轴膝关节胫-股关节的生物力学变化

全膝关节置换术是治疗膝关节疾病有效方法,但对于固定轴和移动轴膝关节假体的优劣还未有统一的观点。以往对两种假体也有对比验证,但绝大多数都是静态模拟。首先构建健康自然膝关节有限元模型,然后分别建立含有上述两种假体的膝关节,通过动态模拟膝关节屈膝运动,计算出胫-股关节的接触应力和接触面积变化。结果发现:固定轴和移动轴人工膝关节在0°～90°屈膝角度下随着角度增大,接触区域由胫骨衬垫的前方转移到其的后方,胫-股关节接触应力不断变大,在90°时达到最大。移动轴间的胫-股关节接触压力始终小于固定轴,接触面积始终大于固定轴。随着屈膝角度加深,两种假体聚乙烯垫上的接触应力逐渐变大,接触面积随着逐渐变小。且两种假体接触应力无显著性差异,而假体接触面积有显著性差异。结果显示:在接触应力相同的情况下,接触面积越大,越不容易产生应力集中,越不易发生磨损,有助于延长膝关节使用寿命,因此移动轴膝关节假体优于固定轴膝关节假体。此研究可为临床假体移植类型的选择提供一定参考。     

定制化铰链内滚动式双动人工半膝关节假体的设计与研究

针对半膝关节股骨髁假体对胫骨平台的磨损,提出一种基于计算机辅助设计(CAD)和先进机械制造技术的新型定制化双动半膝关节假体,并对假体进行离体实验研究.以Mimics/Geomagic/Pro-E等工程软件为核心的技术路线,借鉴双极人工股骨头的设计原理,在定制化半膝关节股骨髁假体内部设计双动结构.通过先进的机械制造技术得到金属假体实体;分别对植入假体前、植入双动半膝假体及全膝关节假体的三组离体膝关节进行动态X线透视观察,对三组离体膝关节的运动模式进行对比研究.结果假体内部的双动结构能有效的降低假体与胫骨的摩擦频率,且双动半膝关节假体比全膝关节假体更接近于正常膝关节的运动模式.说明该假体为非限制型半膝关节假体,在保留膝关节一侧骨骺生长能力的同时,降低了假体与胫骨平台之间的磨损,为半膝关节假体置换的概念注入新的活力.假体只需定制具有个体化关节面的下部件,其余部件选用预制的标准部件,这样有利于缩短定制周期,保证质量和降低费用.     

髋关节假体脱位与日常行为动作关系

以髋关节置换术后常见的脱位失效为研究对象,在Adams运动学分析软件环境下,设计并开发了可视化髋关节假体运动分析模块.该模块能够构建不同设计参数的髋关节假体模型,模拟各种行为条件下的髋关节运动,检测关节假体的活动范围.利用光学运动捕捉系统对正常人群进行日常行为的下肢运动学测量.将模块对假体的运动学分析结果与实验测量的天然关节的运动数据对比,研究并发现了髋关节假体的脱位与行为运动的关系,结果显示术后的高屈曲动作脱位风险较大,尤其是下蹲动作.
     

改良三联术及围术期护理对髌骨脱位患者的疗效观察

目的探讨改良三联术及围术期护理对髌骨脱位患者的治疗效果。方法选择2010年1月～2012年1月我科因复发性髌骨脱位行髌骨三联术治疗的患者54例，进行改良三联术及围术期护理，术后采取渐进式功能康复锻炼，评价手术前后患者的膝关节功能，包括Q角角度、Kujala评分、Lysholm膝关节评分，比较术前术后各指标的差异。结果患者术后的Q角角度、Kujala评分、Lysholm膝关节评分较术前明显改善，其差异均有统计学意义（P〈0．05）。结论改良三联手术治疗髌骨脱位术后需及时对患者进行系统、规范的康复护理，对患者膝关节稳定性和活动功能的恢复有重要作用．值得临床推广应用。     

骨水泥用于股骨近端组配式假体柄固定的有限元分析

目前对于骨干组配式假体重建股骨近端骨缺损情况下骨水泥鞘的生物力学性能尚不清楚,而骨水泥鞘因应力集中而出现疲劳破裂是导致骨干假体松动的主要生物力学因素之一.本实验模拟临床操作以骨干组配式假体重建股骨近端骨缺损,利用有限元软件进行仿真分析,探究假体不同近端柄长以及外加辅助钛板固定方式下对应近端骨水泥鞘的应力分布变化规律.结果显示随着近端柄长的增加,对应骨水泥鞘应力峰值逐渐降低;相同柄长条件下外加辅助钛板增加了骨水泥鞘的应力峰值.     

二代定制化双动半膝关节假体的设计及其韧带附丽相关的研究

摘要：针对一代双动半膝关节定制化程度不高,缺少有效的韧带附丽系统等问题,设计出具有有效韧带附丽的二代双动半膝关节假体,并提出半膝关节韧带附丽概念。通过计算机软件技术设计路线,在一代双动半膝关节假体的原理和基础上进行韧带附丽装置设计和高度个体化仿生设计。利用快速成型技术制造的树脂假体模型进行在此韧带附丽装置下韧带附丽点的选择、韧带的走行与规律、及假体初始安装角度等探索性实验。二代双动半膝关节假体能够有效进行关节韧带重建,并保持良好的稳定性和运动功能。实验表明,选取接近生理状态下的韧带附丽点,并使用LARS韧带进行韧带重建时,双动半膝关节假体的最佳初始固定角度是关节屈曲105°的状态,此时胫骨前向松弛度为5.96±0.05mm,后向松弛度5.00±0.03mm二代双动半膝关节假体设计较一代更为合理有效。韧带附丽装置和附丽概念为膝关节韧带重建提供新的思路和方法。     

双钢板固定结合植骨治疗Schatzker Ⅴ、Ⅵ型胫骨平台骨折的效果

探讨双钢板固定结合植骨治疗SchatzkerⅤ、Ⅵ型胫骨平台骨折的效果。选取我院收治的64例SchatzkerⅤ、Ⅵ型胫骨平台骨折患者为研究对象,根据采用的不同植骨材料分为对照组和观察组,每组32例。对照组给予双钢板固定结合自体髂骨植骨治疗,观察组给予双钢板固定结合奥邦骨修复材料植骨治疗,比较两组手术时间、术中出血量、骨折愈合时间、住院时间、术后胫骨平台内翻角(TPA)、胫骨平台内侧后倾角(PSA)和膝关节活动度,采用Lysholm膝关节评分和Rasmussen影像学评分评估膝关节功能恢复情况,统计并发症发生率。观察组患者的手术时间、骨折愈合时间和住院时间均短于对照组(P<0.05),术中出血量少于对照组(P<0.05)。术后12个月观察组TPA、PSA和关节活动度均优于对照组(P<0.05),术后6个月、12个月Lysholm膝关节评分均高于对照组(P<0.05)。观察组Rasmussen膝关节评分中关节面塌陷评分高于对照组(P<0.05),两组成角畸形、髁部变宽评分差异无统计学意义(P>0.05)。观察组并发症总发生率低于对照组(P<0.0...