智能接骨器应用培训教材03版.doc

智能接骨器应用培训教材 目 录 骨骼，骨折的基础知识 骨折生物力学变化及分级 三、内固定技术 四、记忆固定技术 五、NiTi形状记忆合金在医学领域的应用 六、Ni—Ti形状记忆合金接骨器应用在动物体的优势 七、记忆固定与生物力学的吻合性分析 八、智能接骨器可能的风险在哪里？ 九、总结 十、参考文献 常州舣舟医疗器械有限公司 2012-7-16 骨骼，骨折的基础知识 1、骨的作用 骨是所有脊椎类动物保护脏器、软组织并支撑身体实现移动的框架型结构。骨骼间相互协同传递力的行为称之为生物力学，即肌—骨骼组织的动态反应等。在人体运动学里是把骨作为杠杆来研究的，最主要的力学特性就是刚度（负荷作用不变性）、强度（不发生断裂的能力）。 稳定的条件：ΣF=0, ΣM=0 图一、前臂支撑物体受力图 2、骨的结构 骨是一种适应性结构，按结构分为皮质骨和松质骨。皮质骨为同心圆板骨密排列构成的相互连接的哈佛系统，松质骨为耦合交叉网状骨小梁结构，两者的密度差为0.26~36倍，而强度的差异却不大，并且还很接近，也就是说，松质骨的强度与其密度密切相关。 表1、 骨的物理性能 类型 加载方式 最大强度（MPa） 弹性模量（GPa） 材料属性 皮质骨 纵向 拉伸 133 17 兼具粘弹性和各向异性的特性 压缩 193 剪切 68 横向 拉伸 51 11.5 压缩 133 松质骨 四点弯曲法 160 3.2~5.4 具有各向同性与异性相互耦联的特性 超声波测量法 —— 11~15 骨密度法 0.3 时为0.8~11 12~140 3、骨折的定义 骨折是指骨的连续性缺陷。产生缺陷的原因一般是生理性病变、暴力引起的开裂和断裂，以及长期高强度活动造成疲劳断裂。骨一旦连续性得到破坏，就丧失功能，不具有传递力的作用。 4、骨折的治疗 骨折治疗的目的就是恢复骨的连续性。骨折治疗的方法很多，分类也较为复杂，一般按治疗的形式分保守治疗和外科手术治疗；按治疗的方法分外固定和内固定；按治疗所采用的技术分为“中华接骨术”，“AO”技术和“记忆接骨术”。由于治疗手段各不相同，医生的技能又有差异，患骨所获得的生物学环境和骨愈合质量就有很大差异。所以，骨科医生不但要十分了解骨的生物力学特性、骨的解剖结构和各类固定技术与方法，更主要的是能熟练掌握各类器械的使用，以确保患者得到科学的治疗。 5、骨植入物 骨植入物是用来内固定骨折、关节成形术及界面固定的实体物体，这里通称为器械。植入物的作用是协助实现骨的愈合，而并非取代骨结构。由于要承受力的作用和长期留置在体内，所以对其材料的机械性能和生物相容性都有一定的要求。当前骨科内固定植入物的制造材料主要是耐腐蚀性金属、陶瓷和高分子聚合物三种材料，具体见表2。 表2. 常见骨植入材料 金属 陶瓷 高分子 不锈钢： 316L，317L Al2O3 ZrO2 羟基磷灰石（HA） 生物稳定型： 聚氯乙烯(PVC)，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），硅橡胶等 钴合金： Co-Cr 钛合金： 纯Ti，Ti6Al4V 生物吸收型： 聚乳酸（PLA）， 聚羟基乳酸（PGA） 聚β-羟基丁酸（PHB） 形状记忆合金： NiTi 骨改建 学术界将骨的形成过程，即没有骨吸收的过程称为骨改建。 7、骨重建 骨中的松质骨结构的动态平衡（代谢平衡）定义为重建。骨的改建与重建是一种持续性的新骨代替旧骨的过程，其作用主要是维持骨的力学性能，防止因微损伤的积累和暴力而导致结构破坏。 骨重建过程是通过具有骨吸收能力的破骨细胞和具有骨形成能力的成骨细胞来实现的。两者协同工作的原理形同“隧道钻机或蚯蚓翻土”，即破骨细胞吸收坏骨形成空腔，成骨细胞跟进分泌类骨质填充空腔，填充的类骨质经矿化后形成新骨。 8、骨重建中的先决条件 骨折愈合有2个条件，即力学的稳定性和足够的血供。可靠的固定是给骨折断端提供一个相对稳定的受力环境，而血供是给愈合区输送营养。 9、微动刺激对骨修复的影响 目前对骨重建激活破骨因子的解释多样，有细胞学、机械损伤学、生物力学等学说，这些都密切和力相关，结合骨对力的适应性特点，骨折的愈合与力和微动刺激密切相关。必威体育精装版研究表明，小的应力产生的小应变可导致成骨细胞的直接膜内化骨，更大应变则导致软骨内骨化，超大应力下的应变可导致纤维软骨和结缔组织形成，妨碍骨愈合。此研究和多年的临床验证表明，坚强固定下的骨不连是内固定手术失效的主因。 10、手术固定的主要目标 通过