资源描述：
《质构仪在骨生物力学检测中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、276中国骨质疏松杂志 2003年8月第9卷第3期 ChinJOsteoporos,August12003Vol9,No13·综述·质构仪在骨生物力学检测中的应用黄纪明 白树民 朱德兵 骨是由钙离子和磷所构成的羟基磷灰石结晶沉录标本受力情况。着于由胶原蛋白组成的基质上而成。骨骼的质量主21质构仪检测骨标本的试验:[1](1)压缩试验(compressivetest):是一种测量骨力要由骨矿盐与骨基质之间的比例所决定,反映骨质质量的指标主要有骨骼的强度、弹性、刚度以及骨学性能的技术,常用于对椎骨的
2、检测。其优点是骨质的密度等。所以判断骨骼质量的高低,需要测定样本受力方向与生理状态相近,使用时简便。缺点其生物力学和骨矿盐密度等指标。虽然骨矿盐密度是如果与机器接触的标本面不平整,使质构仪对标常被用于预测骨折的危险度和评定骨脆性,但是仅本施加的力集中于某个局部,影响测定结果。有骨矿盐密度并不能准确反映骨质量的高低。如单(2)拉伸试验(tensibletest):能准确的测试皮质纯骨矿盐含量的增加,骨质量并不一定相应的增加,骨和松质骨的生物力学性状。但该试验由于骨标本[2]有时反而降低。骨生物力学是
3、生物力学的分枝,的受力方向与正常的生理状态受力方向相反,在研它以工程力学的理论为基础,研究骨组织在外力作究中使用的较少。用下的力学特性和骨在受力作用后的生物学效应,(3)弯曲试验(bendingtest):该试验常用于测量是对骨质量评定的一种直接、客观并且可靠的方长骨如胫骨和股骨的力学性能。试验外力作用的方[3]向垂直于标本,主要模拟长骨受到外力作用后,骨骼法。研究骨质量变化的最终目的在于研究骨骼力学强度的变化和再负荷时骨折发生的可能性大小,抵抗能力的大小,是目前试验室最常用的方法。主所以开展骨生
4、物力学的研究,不但有助于对骨质量要有3点弯曲(thereepointbendingtest)和4点弯曲进行直接评价,也是评价各种对抗骨质丢失措施的试验(fourpointbendingtest)。4点弯曲试验由于要最佳方法之一。我们经过几年的探索,根据质构仪求各加压点上的力度必须相等,技术难度较大,一般(Stevensqualityandtestsystems,QTS225型,英国)的不常用。笔者将重点介绍3点弯曲试验。工作原理和特点,结合工程力学和理论力学的概念31常用的检测指标和方法,将其应用
5、于骨生物力学的检测,建立了一套(1)骨结构力学指标比较系统和成熟的检测骨骼生物力学指标的方法,骨结构力学的概念是从工程力学中借用过来并用于多项课题的研究[4],试验结果比较满意。笔的。用质构仪做的3点弯曲试验中,骨结构力学指者对用质构仪所测定的骨生物力学常用的指标及意标主要有最大载荷(maximumload)、最大挠度(maxi2义、试验方法和注意事项等做如下报道。mumdeformation)、弹性载荷(elasticload)、弹性挠度11质构仪的构成和工作原理(elasticdeformat
6、ion)和能量吸收(energyabsorption)(载质构仪的主机与微机相连,主机上的机械臂可荷2变形曲线下的面积)。前4项指标的数据直接由以随着凹槽上下移动,探头与机械臂远端相接,与探计算机提供,能量吸收由相应的公式计算获得。这头相对应的是主机的底座,探头和底座有10几种不些指标主要反映骨结构力学特性的变化,其数值大同形状和大小,分别适用于各种标本。其工作原理小受骨粗细程度和几何形状的影响。3点弯曲试验是在主机的机械臂和探头连接处有一个力学感应中,载荷(load)是指探头对受试对象施加的外力
7、(g),器,能感应标本对探头的反作用力,并将这种力学信弹性载荷是骨骼在弹性变形阶段所能承受的最大载号传递给微机,在应用软件的处理下,将力学信号转荷。如果骨骼的弹性载荷值变小,表明骨骼在外力变为数字和图形显示于显示器上,即直接快速地记负荷作用下更容易发生塑性变形,产生不可逆损伤。最大载荷是骨骼所能承受的极限载荷,如果所施加作者单位:100094 北京,航天医学工程研究所的外力大于最大载荷,则发生骨折,对于受试骨而©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPubl
8、ishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net中国骨质疏松杂志 2003年8月第9卷第3期 ChinJOsteoporos,August12003Vol9,No132772言,载荷越大越好。挠度(deformation)是指探头接触皮质面积(mm)=π(B×b-H×h)/4;骨截面惯433到受试对象后所运动的距离(mm),是骨骼柔韧性指性矩(J)(mm)=π/64×(B×H-b×h);弹性应力2标,其数值的大小与骨基质胶原蛋白含量
