沙疗下不同月龄兔膝骨关节炎股骨的骨质骨量及生物力学性能变化

发布时间：2020-01-17 18:03

【摘要】：研究维医沙疗对不同月龄兔骨性关节炎(OA)股骨的骨质骨量变化及生物力学性能的影响。实验选用新西兰大白兔成熟期组16只,生长期组16只,对其右后股骨膝关节腔注射木瓜蛋白酶建OA模型,成熟期组随机分2组:对照组(不沙疗)8只,沙疗组8只;生长期组随机分2组:对照组(不沙疗)8只,沙疗组8只;采用CT扫描4次(建模前1d、建模第13、27、41d),MIMICS软件获取股骨模型、各骨质的骨体积和骨体积比的变化;最后进行股骨三点弯曲试验,获得弹性载荷和弹性挠度并计算截面惯性矩、最大弯曲正应力、弯曲弹性模量和结构刚度。实验结果表明:1成熟期兔股骨OA建模前1d与第13d相比较,松质骨量增多而皮质骨量减少(P0.05);而各自相比对照组,沙疗组在沙疗作用下OA兔股骨松质骨量减少和皮质骨量增多(P0.05)。2各自相比对照组,沙疗组OA兔股骨挠度和横截面惯性矩无统计学差异(P0.05),而截面面积、最大弯曲正应力、最大载荷、弹性模量和结构刚度变大(P0.05)。本研究显示:1维医沙疗对不同月龄兔OA股骨的各骨质骨量变化都有良性影响。2维医沙疗能改善不同月龄兔OA股骨的力学性能。
【图文】：

生物医学工程学杂志第３２卷法计算各体积值及重要的标量参数骨体积比（也就是每个单位组织体积中的骨体积）［７］。处理得到的体积比代表骨量［８］。骨体积计算公式：体积＝Ｐ２×Ｓ×Ｎｍｍ３，，Ｐ为单元底面积单边尺寸，Ｓ为单元切片厚度，Ｎ为骨单元数，式中的Ｐ、Ｓ、Ｎ数值从ｐｒｏ－ｊｅｃｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ及相应的ｍａｓｋｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ中读龋图１ＤＩＣＯＭ格式的数据导入ＭＩＭＩＣＳ１０．０１软件以创建模型并分割出股骨组织Ｆｉｇ．１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＤＩＣＯＭｆｏｒｍａｔｄａｔａｉｎｔｏｔｈｅＭＩＭＩＣＳ１０．０１ｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｐｅｒｆｏｒｍｅｄｉｔｉｎｇｏｆｔｈｅｍａｓｋａｎｄｓｐｌｉｔｔｉｎｇｏｆｔｈｅｆｅｍｕｒｔｉｓｓｕｅ图２整体股骨、骨单元图及各骨质分层情况Ｆｉｇ．２Ｇｒａｐｈｉｃｓｏｆｔｈｅｅｎｔｉｔｙｏｆｆｅｍｕｒ，ｔｈｅｏｓｓｅｏｕｓｕｎｉｔａｎｄｅａｃｈｓｃｌｅ－ｒｏｔｉｎ１．２．４三点弯曲力学试验在ＣＭＴ６１０４实验机上进行三点弯曲实验，如图３所示，主要参数：载荷为３ｋＮ，加载速度为０．５ｍｍ／ｍｉｎ，实验材料为棒材，试件股骨共有３２个（其取样方法为：在第４次ＣＴ扫描完成后，对所有的新西兰大白兔右后腿进行解剖，并取出股骨进行试件标示，试件用浓度为７５％的酒精浸泡，在２４ｈ内进行力学试验）。实验获得负载－挠度曲线，提取曲线中弹性最大载荷和挠度。根据材料力学相关知识推导出受力面的有关公式如下：骨的截面惯性矩：Ｉ＝π（ＢＨ３－ｂｈ３）／６４，最大

Ｆｉｇ．１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＤＩＣＯＭｆｏｒｍａｔｄａｔａｉｎｔｏｔｈｅＭＩＭＩＣＳ１０．０１ｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｐｅｒｆｏｒｍｅｄｉｔｉｎｇｏｆｔｈｅｍａｓｋａｎｄｓｐｌｉｔｔｉｎｇｏｆｔｈｅｆｅｍｕｒｔｉｓｓｕｅ图２整体股骨、骨单元图及各骨质分层情况Ｆｉｇ．２Ｇｒａｐｈｉｃｓｏｆｔｈｅｅｎｔｉｔｙｏｆｆｅｍｕｒ，ｔｈｅｏｓｓｅｏｕｓｕｎｉｔａｎｄｅａｃｈｓｃｌｅ－ｒｏｔｉｎ１．２．４三点弯曲力学试验在ＣＭＴ６１０４实验机上进行三点弯曲实验，如图３所示，主要参数：载荷为３ｋＮ，加载速度为０．５ｍｍ／ｍｉｎ，实验材料为棒材，试件股骨共有３２个（其取样方法为：在第４次ＣＴ扫描完成后，对所有的新西兰大白兔右后腿进行解剖，并取出股骨进行试件标示，试件用浓度为７５％的酒精浸泡，在２４ｈ内进行力学试验）。实验获得负载－挠度曲线，提取曲线中弹性最大载荷和挠度。根据材料力学相关知识推导出受力面的有关公式如下：骨的截面惯性矩：Ｉ＝π（ＢＨ３－ｂｈ３）／６４，最大弯曲正应力：σｍａｘ＝ＦｍａｘＬＨ／８Ｉ，骨弹性模量：Ｅ＝ＦｍａｘＬ３／４８ＩΔｌ，骨结构刚度：Ｋ＝Ｆｍａｘ／Δｌ。式中假定了骨横截面界面形状规则，Ｂ为（断裂处）截面外长轴，Ｈ为截面外短轴，ｂ为截面内长轴，ｈ为截面内短轴。Ｆｍａｘ为弹性最大载荷，Ｌ为跨距的一半，Ｉ为骨的截面惯性矩，Δｌ为变形挠度。图３三点弯曲实验示意图Ｆｉｇ．３Ｓｃｈｅｍａｏｆｔｈｒｅｅ－ｐｏｉｎｔｂｅｎｄｉｎｇｔｅｓｔ１．２．５数据统

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 李伟;居来提·买提肉孜;迪丽娜·马合木提;张锐;艾尔西丁·阿不来提;富荣昌;张春广;阿布力米提·买买提;买买提吐逊·吐尔地;;骨性关节炎模型兔股骨各骨质层体积与力学性能的关联性分析[J];吉林大学学报(医学版);2013年04期

2 孔春元;迪丽娜尔·马合木提;卫荣;;沙疗对关节炎兔股骨力学性能的影响及其有限元分析[J];中南大学学报(医学版);2009年01期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 黄玲;刘艳;徐诚;陈爱军;;手枪弹对骨骼间接作用的数值模拟及致伤力学响应研究[J];弹道学报;2013年02期

2 马岩;陈传新;崔强;陈家祥;;单纯髌股关节炎的MRI诊断[J];中国CT和MRI杂志;2014年08期

3 张yN娜;迪丽娜尔·马合木提;江世臣;张学学;;维医沙疗中的传热分析及数值模拟[J];中南大学学报(医学版);2009年12期

4 陈赛楠;廖乃顺;陈文列;黄云梅;;OPG/RANKL/RANK系统在调控骨性关节炎软骨下骨骨重建中的作用[J];骨科;2013年04期

5 高甲子;宫赫;方娟;朱东;樊瑜波;;利用生物力学方法评价振动在骨质疏松康复过程中的作用[J];医用生物力学;2011年04期

6 樊黎霞;丁光兴;费王华;董雪花;李颖;杨俊生;;基于CT图像的长管骨有限元材料属性研究及实验验证[J];医用生物力学;2012年01期

7 黄威;迪丽娜尔·马合木提;;生物传热在临床上的应用[J];新疆医科大学学报;2012年11期

8 阿不都沙拉木·赛都拉;沙地尔·卡地尔;吾斯曼·牙生;沙塔尔·库尔班;迪丽娜尔·马合木提;;维医沙疗与其他区域沙疗的沙子特性对比研究[J];中国民族医药杂志;2013年08期

9 居来提·买提肉孜;阿布力米提·买买提;张锐;艾尔西丁·阿不来提;张春广;;沙疗对骨关节炎兔子股骨骨质影响的对比研究[J];新疆大学学报(自然科学版);2013年04期

10 陈海南;董启榕;姜伟;杨侃;;兔膝骨性关节炎早期软骨下骨血管再生变化及二磷酸盐干预效应[J];江苏医药;2014年10期

相关博士学位论文 前2条

1 肖红;针刀松解法对膝骨关节炎兔软骨基质Col-Ⅱ、Aggrecan基因及蛋白表达的影响[D];北京中医药大学;2013年

2 陈宇;膝关节骨关节炎经筋辨证规律的临床研究[D];广州中医药大学;2013年

相关硕士学位论文 前8条

1 郭新宇;关节软骨急性损伤后软骨下骨的早期组织形态、分子生物学及力学变化[D];第三军医大学;2013年

2 李向明;兔椎间盘退变软骨终板中凋亡与NF-kB表达相关性的实验研究[D];昆明医科大学;2013年

3 钱力;三七总皂苷对兔骨性关节炎模型软骨作用的研究[D];南京中医药大学;2013年

4 郭鑫;腹针动气疗法治疗退行性膝骨关节病的临床观察[D];北京中医药大学;2014年

5 周万佐;除痹洗剂治疗早期膝骨关节炎的临床研究[D];北京中医药大学;2014年

6 胡飞;独活寄生汤配合玻璃酸钠治疗膝骨关节炎的临床研究[D];广州中医药大学;2014年

7 阿布力米提·买买提;OA兔子股骨在维医沙疗过程中骨质层的转移及力学特性研究[D];新疆大学;2014年

8 张超凡;膏摩对大鼠膝骨性关节炎炎症介质影响的研究[D];新疆医科大学;2014年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵宝林,罗民,马洪顺;国人股骨下端松质骨力学性质实验研究[J];北京生物医学工程;2004年02期

2 刘一，徐莘香，郭学东;股骨干骨折钢板固定的三维有限元模型[J];白求恩医科大学学报;1996年02期

3 严芳;王捷;;骨重建中枢调控机制研究进展[J];广东医学;2009年02期

4 李德源,刘占芳,励凌峰,张湘伟;横观各向同性松质骨撞击动力响应数值分析[J];工程力学;2001年05期

5 万磊;李义凯;原林;李奇;杨建成;钟世镇;;基于中国数字人CT数据重建膝关节有限元模型[J];中国骨与关节损伤杂志;2006年04期

6 范清;张菁;;有限元分析与髋关节研究进展[J];国际骨科学杂志;2007年01期

7 叶德临，苏玉瑞，王彬，向云乡，赵云凤，杜传诗，魏治统，卢兴武，陆莺;人牙釉质泊松比的测定[J];华西口腔医学杂志;1994年04期

8 林峰;廖明成;耿运贵;;牛股骨压缩试验研究[J];焦作矿业学院学报;1992年02期

9 帅玉妹,曹清;气压膝关节机构强度的三维有限元分析[J];江汉石油学院学报;2000年02期

10 张美超,钟世镇;国内生物力学中有限元的应用研究进展[J];解剖科学进展;2003年01期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张智慧,黄昌林,李稔生,王军,李光新;指屈肌腱愈合早期生物力学性能的实验研究[J];中华手外科杂志;1996年S1期

2 李晓峰,初胜军,王丽梅;人(月宏)骨头软骨生物力学性能试验研究[J];试验技术与试验机;2004年Z2期

3 郑诚功;黄昌弘;魏鸿文;张宗维;;膝关节的生物力学性能简介(上)[J];中华骨科杂志;2006年12期

4 李晓阳;呼春晖;曾衍钧;黄福华;郑军;孙立忠;;两种人造心血管生物力学性能的比较[J];医用生物力学;2008年04期

5 李敏;张林;;肌腱生物力学性能与运动训练[J];中国组织工程研究与临床康复;2009年24期

6 王晓;冯海全;王文雯;张瑞敏;陈彦龙;;球囊扩张式冠脉支架生物力学性能研究[J];中国生物医学工程学报;2013年02期

7 肖登;杨霖;雷中杰;杨永红;高强;何成奇;;不同治疗时间脉冲电磁场对去卵巢大鼠股骨生物力学性能的影响[J];四川大学学报(医学版);2010年02期

8 郭景阳;张海山;曹大荣;;静脉血管生物力学性能试验研究[J];试验技术与试验机;1994年Z1期

9 潘刚明,尹东,原林,赵卫东,余磊,尹庆水,张余,韦良臣;HHK-PLA棒的体外生物力学性能研究[J];中国中医骨伤科杂志;2003年01期

10 左群;于新凯;陆爱云;;游泳运动对老年小鼠骨组织形态结构和生物力学性能的影响[J];中国运动医学杂志;2007年02期

相关会议论文 前5条

1 陈一心;郑新;;肝移植对大鼠骨骼生物力学性能的影响[A];第七届全国创伤学术会议暨2009海峡两岸创伤医学论坛论文汇编[C];2009年

2 张学锋;郭媛;陈维毅;王超英;李涛;;后巩膜加固术术后生物力学性能研究[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年

3 马剑雄;马信龙;杨阳;朱少文;马宝意;陈阳;邢丹;王杰;;人防腐与PMMA股骨标本的生物力学性能比较[A];第十九届全国中西医结合骨伤科学术研讨会论文汇编[C];2012年

4 邢丹;马信龙;马剑雄;徐卫国;王杰;杨阳;陈阳;;两种大鼠股骨干骨折愈合模型的生物力学性能比较[A];第十届全国生物力学学术会议暨第十二届全国生物流变学学术会议论文摘要汇编[C];2012年

5 邓冰;蒋树斌;王和义;;铀在骨骼上代谢行为[A];第十一届全国核化学与放射化学学术讨论会论文摘要集[C];2012年

相关博士学位论文 前3条

1 商晓;女性盆底在体生物力学研究[D];北京协和医学院;2011年

2 王淑娟;温度骤变下绿化林木的生物力学性能研究[D];北京林业大学;2014年

3 邹明晖;枝化状PEG交联去细胞瓣复合材料研制及力学性能研究[D];华中科技大学;2011年

相关硕士学位论文 前6条

1 韦肖新;犬下颌冻干骨输送盘的生物力学性能的分析及其稳定性的研究[D];广西医科大学;2013年

2 于善坤;医用稀土镁合金支架基体材料制备及力学性能的研究[D];兰州理工大学;2010年

3 陈桂明;同种异体肌腱移植材料的制备[D];中国人民解放军军医进修学院;2006年

4 唐浩;细胞生物力学性能测试传感器[D];清华大学;2014年

5 王峰;不同负荷运动对老年大鼠IGF-I表达及骨骼生物力学性能的影响[D];河北师范大学;2011年

6 王晓君;后巩膜加固术后巩膜生物力学性能的研究[D];太原理工大学;2004年

本文编号：2570701