四肢典型接骨板生物力学性能研究

摘要

接骨板内固定是目前临床治疗四肢骨折最常用的手段。随着骨折治疗理念的演变，接骨板产品也在不断发展。接骨板的生物力学特性也一直是骨科界关注的重点。然而以往的研究多是从医学及生物学的角度进行，随着医工结合的不断深入，人们开始运用工程学的方法研究医学中的问题。
　　金属接骨板是目前临床中失效发生率最高的骨科产品。本文结合临床实际对接骨板失效形式进行分类，从操作技术、患者自身及产品本身3个方面对产品失效原因进行了详细的阐述，并结合作者日常检测中遇到的产品实例进行分析。
　　本文从工程学的角度出发，采用运动学、动力学及逆向动力学等方法对上下肢典型行为运动进行分析，得到各种运动状态的关节力及肌肉力。在此基础上选取上下肢典型的肱骨及股骨接骨板为研究对象，通过有限元分析等手段对肱骨及股骨典型骨折模型进行参数化分析。对影响接骨板植入期间应力分布特性的材料属性、螺钉拧紧力矩以及上下肢各种典型运动进行研究。结果表明，接骨板、接骨螺钉的材质，手术时的预紧力以及术后运动等因素均对应力分布有很大影响。分析结果可为产品研发、手术操作以及术后恢复等提供参考。
　　为研究接骨板产品自身的力学性能，作者进行了大量的四点弯曲静态及疲劳试验，并按产品使用部位进行分类汇总初步形成数据库，为了解产品现状、产品比较以及制定相关标准提供依据。

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第一章 总论

1.1 骨折治疗理念的发展

1.2理念的发展引发的接骨板生物力学治疗的发展

1.3 骨及其愈合

1.4接骨板的生物力学

1.5 课题来源及研究目的

1.6 课题的研究内容

第二章 接骨板的失效分类、失效分析

2.1 接骨板失效分类

2.2 接骨板失效分析

2.3 小结

第三章 上、下肢典型行为的运动学与动力学分析

3.1 下肢典型行为的运动学与动力学分析

3.2 上肢典型行为的运动学与动力学分析

3.3 小结

第四章 “下肢典型接骨板-骨”系统生物力学建模及强度评估

4.1“接骨板-股骨”系统几何建模

4.2 下肢各种典型行为中接骨板-股骨模型强度评估

4.3不同接骨板材质对股骨的应力遮挡评估

4.4 小结

第五章“上肢典型接骨板-骨”系统生物力学建模及应力遮挡评估

5.1 肱骨接骨板系统建模

5.2 肱骨提重物接骨板有限元仿真

5.3应力遮挡效应分析

5.4 不同仿真条件下的结果分析

5.5 小结

第六章 接骨板静态四点弯曲试验和疲劳试验

6.1金属接骨板四点弯曲试验

6.2金属接骨板四点弯曲试验方案

6.3 静态四点弯曲试验数据统计学分析

6.4金属接骨板疲劳试验

6.5金属接骨板疲劳试验数据分析

6.6 小结

第七章 工作小结与展望

附录1 股骨近端金属接骨板四点弯曲试验数据

附录2 胫骨金属接骨板四点弯曲试验数据

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文