(骨生物力学课件)载荷分享与骨折

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骨组织的生物力学ppt课件

老年人的骨其无机质的含量相对较多，其骨脆性大，容易骨折，且骨折后不易愈合。
因此，在日常生活及体育运动中应充分注意其年龄特征，以避免骨变形或骨折的发生。
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23
四、骨的代谢
是通过成骨细胞和破骨细胞参与的骨形成与骨吸收来实现的，其代谢活动是一个动态平衡过程。
在人的生长期，骨形成大于骨吸收，骨量呈线性增长，表现为骨皮质增厚，骨松质更密集，这一过程称为骨构建或称骨塑形。
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14
1.骨细胞
在成年人骨骼中90%以上的骨组织细胞是骨细胞，几乎所有骨基质表面都被骨细胞体和质突覆盖。
骨细胞的大面积覆盖和复杂的网状结构可以很敏感地感觉作用于骨上的各种应力，具有控制离子进出骨基质的作用。
此外，骨细胞和成骨细胞等所形成的细胞网络关系可以很好地感觉和处理骨骼变形，调节骨吸收和形成，调节矿物质离子在骨基质和细胞外液之间的流动和交换。
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骨非胶原蛋白包括骨钙素、骨结合素、骨涎蛋白、骨磷蛋白和少量
粘蛋白。骨非胶原蛋白可影响基质结构、骨钙化和骨细胞的功
能。其他：
骨基质中还含可能影响骨细胞功能的生长因子如 β-转化生长因子簇(FGFs-β)、胰岛素样生长因子Ⅰ和 Ⅱ(IGF-Ⅰ和 IGF-Ⅱ)、骨形成蛋白(BMP)、血小板源性生长因子(PDGF)、白介素-1和6(IL-1和IL-6)和集落刺激因子 (CSF)等。
★每年在骨表面上出现的BRU数量称为BRU的激活率，激活率越高，骨表面BRU数量则越多，更新的骨量也就越多，一般将其称为高转换，反之则称之为低转换。
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28
★1年中全身骨的95％参与骨重建过程。 ★影响骨重建的因素：即促进骨吸收和促进骨形成的因素。 ★影响骨吸收的因素：

骨骼的生物力学PPT课件

实验研究具有直接性和可靠性，但可能受到样本大小、实验条件等因素的限制。
实验研究
有限元分析具有灵活性、无损性和可重复性等优点，但需要准确的模型和参数，以及高性能计算机资源。
有限元分析是一种计算方法，用于模拟和分析复杂的结构和系统的力学行为。
通过将骨骼划分为一系列小的单元（或“有限元”），可以预测其在不同载荷下的响应，如变形、应力分布和破坏模式等。
骨骼的生长与发育
02
CHAPTER
骨骼的生物力学特性
骨骼的弹性模量决定了骨骼的刚度和变形程度，不同部位的骨骼具有不同的弹性模量，以适应不同的生理需求。
骨骼的疲劳性能也很重要，它决定了骨骼在反复受力后的性能退化。
骨骼具有很高的抗压强度和抗拉强度，能够承受身体重量和肌肉收缩产生的力量。
骨骼的力学性能
骨质疏松症
通过科学的运动和饮食，可以预防骨质疏基因组学和蛋白质组学的发展，未来可以根据患者的基因和蛋白质表达情况，制定个性化的治疗方案。
骨骼疾病的个性化治疗
未来骨骼生物力学将与多个学科进行交叉融合，如生物学、医学、物理学等，为骨骼疾病的研究和治疗提供更广阔的思路和方法。
骨骼的生长与发育是一个复杂的过程，受到多种激素和生长因子的影响。
总结词
骨骼的生长与发育主要分为三个阶段：婴幼儿期、儿童期和青春期。在婴幼儿期，骨骼主要由软骨组成，随着年龄的增长，软骨逐渐被骨组织替代。在儿童期，骨骼继续生长并逐渐变得致密坚硬。在青春期，骨骼的生长速度达到峰值，最终完成骨骼的发育。
详细描述
手术治疗需要在专业医生的指导下进行，以确保手术安全有效。
手术治疗
06
CHAPTER
骨骼生物力学的前景与展望
人工智能
人工智能在骨骼生物力学领域的应用，可以帮助医生进行更精确的诊断和治疗方案制定，提高治疗效果。

骨的生物力学特性及应用(原创PPT课件

1
骨的构成骨的基本生物力学特性骨折的生物力学特性骨的功能适应性
2
新鲜骨的构造骨组织骨膜骨髓关节软骨血管神经淋巴（？）
3
骨组织骨细胞骨基质骨单位
4
骨组织骨细胞骨基质骨单位
成分有机பைடு நூலகம்（35%）
无机质（65%）
种类（含量）骨胶原纤维（95%）无定形基质（5%）羟基磷灰石（85%）碳酸钙（9%）其它（6%）
触锁定加压接骨板LC—LCP
松质骨螺钉和皮质骨螺钉
3．5毫米锁定加压重建接骨板
可吸收骨螺钉
带锁髓内钉
10
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图2 典型的应力松弛曲线
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写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
作用使骨具有一定的弹性和韧性
使骨具有一定的硬度和坚固性
5
骨组织骨细胞骨基质骨单位
6
强度和刚度各向异性黏弹性蠕变和应力松弛应力集中压电效应
7
强度：应力-应变曲线下方的面积(抵抗破坏的能力)。刚度：应力-应变曲线弹性区的斜率（抵抗变形的能力）。
8
9
3．5毫米有限接
31
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
32

(骨生物力学课件)胸腰椎骨折

04
胸腰椎骨折的预防与护理
预防措施
保持健康体态
保持正确的姿势，避免长时间维持同一姿势，
以降低胸腰椎压力。
加强锻炼
进行适量的有氧运动和核心肌群锻炼，增强脊
柱稳定性。
合理膳食
保证充足的钙质和维生素D摄入，有助于骨骼
健康。
定期检查
定期进行骨密度检测和脊柱检查，以便及时发
现潜在问题。
护理方法
01
骨生物力学课件：胸腰椎骨折
目录
• 胸腰椎骨折概述 • 胸腰椎骨折的生物力学研究 • 胸腰椎骨折的治疗方法 • 胸腰椎骨折的预防与护理 • 胸腰椎骨折的研究进展与展望
01
胸腰椎骨折概述
定义与分类
定义
胸腰椎骨折是指发生在胸椎和腰椎部位的骨折，通常是由于外力作用导致的。
分类
根据骨折部位和损伤程度，胸腰椎骨折可以分为压缩性骨折、爆裂性骨折、屈曲牵张性骨折等多种类型。
胸腰椎骨折的未来展望
随着人口老龄化和交通意外的增多，胸腰椎骨折的发病率呈上升趋势，因此需要加强预防和早期诊断。
人工智能和大数据技术的应用将有助于提高胸腰椎骨折的诊断和治疗水平，实现精准医疗。
未来的研究应重点关注胸腰椎骨折的病因和病理机制，为治疗提供更加科学的依据。
开展国际合作和交流，借鉴国外先进的治疗经验和理念，推动我国胸腰椎骨折治疗水平的不断提升。
胸腰椎骨折的生物力学特点包括骨折线的方向、骨折的类型以及骨折移位程度等，这些因素直接影响着治疗方法和预后。
胸腰椎骨折的力学分析
在力学分析中，需要考虑胸腰椎的弯曲、压缩、剪切等不同方向的力，以及它们之间的相互作用。
压缩载荷会导致脊柱的垂直压缩，弯曲载荷则会引起脊柱的侧弯或前屈后伸，剪切载荷则会导致脊

力学原理与骨折固定PPT课件

50
骨折的稳定性
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51
拉力螺钉技术
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拉力螺钉技术
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53
拉力螺钉技术
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54
拉力螺钉技术
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55
拉力螺钉技术
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56
拉力螺钉技术
拉力螺钉的平分线原则
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长斜形骨折与短斜形骨折的拉力螺钉固定
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拉力螺钉技术
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动力加压钢板的加压作用
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76
动力加压钢板的加压作用
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77
动力加压钢板的加压作用
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加压钢板的加压作用
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钢板的应用形式
加压钢板
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80
钢板的应用形式
支持钢板
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81
钢板的应用形式
保护钢板(中和钢板)
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骨科固定的力学基础
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1
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2
力的基本概念
力是物体对物体的相互作用矢量和标量
• 矢量：既有大小又有方向的物理量。如力、速度。
• 标量：只有大小没有方向的物理量。如：质量、能量。
力的三要素
• 大小、方向、作用点。
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3
力的基本概念
• 力的图示力可用一条带箭头的线段表示，线的
长短表示力的大小，箭头表示方向，箭头或箭尾表示作用点。
• 物体间力的作用是相互的作用力和反作用力
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骨的力学性质PPT课件

软骨结合
• 相邻两骨之间以软骨相连接叫软骨结合。软骨组织属结缔组织的一种，呈固态有弹性，由大量的软骨细胞和间质构成，由于间质的成分不同，又有透明软骨、纤维软骨和弹力软骨的区分。第一助骨连于胸骨的软骨属透明软骨，而相邻椎骨椎体之间的椎间盘则由纤维软骨构成。由于软骨具有一定弹性，所以能做轻微的活动。有的软骨结合保持终生，而大部分软骨结合在发育过程中骨化变为骨结合。
在骨骺、短骨及扁骨的骨松质内的红骨髓终生保持造血功能。
骨的显微结构
骨质、骨膜（血管、神经）、骨髓
骨组织
骨细胞：多突起，位于骨陷窝内，埋藏在固体状态基质中．
基质：基质和纤维排列成紧密的骨板。具有一定的形状和强大的坚韧性和弹性。
软骨组织透明软骨、弹力软骨和纤维软骨骨组织
作用：骨组织与软骨组织均属于具有支持和保护作用的结缔组织。
骨的显微结构
第三节骨的力学特性
• 具有很高的抗拉、压性能 • 有一定的硬度 • 从骨的结构而言，经过生物优化过程，具
有最优的力学性能，既优化为最大的强度、最省的材料、最轻的重量。
• 骨的可塑性：在生长、发育过程中，由于各种条件的影响使得骨的形态有所改变。
• 骨的粘弹性：在外力作用下，骨产生的形变与时间相关。
骨面上。可分为内外两层，外
层为纤维层，由致密结缔组织构成；内层为滑膜层，由薄层疏松结缔组织构成，可分泌滑液，起到润滑作用。
•
3、关节腔：就是关节软
骨和关节囊间所密闭的腔隙。
第六节骨的功能适应性原理
• Wolf定律：活体骨按其所受应力而改变成分、内部结构以及外部形态——重建（内部重建、表面重建）
直接骨愈合
• 无肌肉应力遮挡 • 紧密接触 • 弯曲、扭转、剪切力

骨骼的生物力学

* * 骨所受的正常生理负荷是这些力的综合。
a
8
*★力和变形之间的关系，反映了完整骨的结构行为。
*在中等量负荷时，负荷骨会出现变形，当负荷去除时，
*骨的原有形状和几何学结构便恢复。
*如果骨骼系统遭受严重创伤，超过了其所能承受的负
*荷，则会引起严重变形，并可能发生骨断裂。
*★决定骨断裂抵抗力和变形特征的主要因素是骨所承受力
*四、骨的生物力学特性
* 包括骨的材料力学特性和结构力学特性。
*骨的材料力学特性：
* 是指骨组织本身的力学性能，与骨的几
何形状无关。
*骨的结构力学特性：
* 是指整个骨结构的力学性能，不但与骨
的材料力学特性有关，而且受骨的几何特性
即形状、尺寸等的影响。
*（一）骨组织的基本生物力学特性
* 1.各向异性
*的大小、力的方向和力的作用点，及组成骨组织的材
*料特性等。
*骨所承受的力越大，引起骨的变形就越严重，而且易引
* 起骨的断裂。骨在承受轴向力(axialforce)与承受弯曲
* (bending)或扭转力(torsionalforce)方面存在有很大
* 差异。
*★大骨抵抗力的能力优于小骨
*。a
9
*三、骨的应力与应变
能反映结构强度的三个参数是：①结构在破坏前所能承受的载荷;②结构在破坏前所能承受的变形;③结构在破坏前所能贮存的能量。
* 2）骨的刚度是指骨具有足够的抵抗变
形的能力。
* 在某种载荷作用下，骨虽不发生断裂，
但如果变形过大，往往会影响骨结构与功能。
* 骨结构的刚度由弹性范围内的曲线斜率
表示
a *影响骨强度与刚度的因素15有：

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载荷分享与骨折
陈教想
正常脊柱的载荷分享
• 根据Denis三柱理论前柱：ALL、椎间盘和椎体的前半部分中柱：PLL、椎间盘和椎体的后半部分后柱：LF、关节囊、SSL、ISL、椎板、椎弓根等
前中柱承受大部分载荷，前中柱的受力为 83%～90%,后柱为10%～17%
正常脊柱的载荷分享

骨折后不合理载荷分享产生的负面效应
内固定必须在坚强、稳定的前提下，适当
减少刚度，增加载荷分享。
Thank you for attention
创伤后实现合理载荷分享
• 重建前中柱稳定：前中柱承受大部分载荷，若前柱缺陷无重建，则几乎100%载荷通过后路内固定器械，易引起后主不稳定，内固定失效；重建后则约80%载荷通过前柱，小部分通过后路内固定器械，因此，此对于严重爆裂骨折，特别伴椎间盘损伤，增加前、中柱支撑可实现合理的载荷分享至关重要。
• 改变脊柱的载荷分布：对于前中柱损伤，应诱导载荷尽量靠近后路内固定器械一侧，减少前柱承受载荷，避免前路内固定器械固定失败，术后佩戴支具亦此原理。
创伤后实现合理载荷分享
• 增加固定节段的载荷分享：组织细胞功能的每一互变, 都有与数学法则一致的内部结构与外部形态的变化，其内部结构与外部形态都要与其所承受载荷的大小与方向有直接关系。因此必须通过改变其力学环境，改变固定段脊柱和内固定器械的载荷分享，增加固定节段的载荷分享，减少器械的承载，才能减少负面效应。但一味强调增加固定节段应力，可能会降低固定脊柱的稳定性，导致损伤脊柱固定不牢靠，骨融合下降，假关节形成，因此脊柱
2、内固定器内部载荷分享也要合理器械大小、位置、角度等；
撑开复位时，两侧撑开棒撑开的距离不一致, 距离较大一侧构件载荷大，易失败。固定螺帽未旋紧，也易导致单侧钉杆所受载荷增加。一侧构件断裂后，载荷又会大部
分转移到另一侧构件，最终导致两
侧失败。
骨折后不合理载荷分享产生的负面效应
• 不合理载荷分享可导致固定节段载荷分享减少 1、椎体及植骨融合区：由于内固定器的应力遮挡效
应，导致椎体骨量下降、植骨融合区骨质量下降。 2、椎间盘：固定节段内压、生理性刺激减少，长期
机械力学的变化会发生椎间盘营养代谢障碍,固定节段椎间盘呈低代谢水平。 3、脊柱内固定后固定段小关节突关节软骨生理
性应力刺激减少,对软骨细胞的内环境产生巨大影响,软骨细胞变性,代谢功能受到
抑制,合成和释放基质成分明显减少,发生退变。