学术投稿

一体化小腿假肢的三维有限元应力分析

刘展;樊瑜波;张明

关键词:一体化小腿假肢, 一体化假肢, 应力分析, 有限元方法, 传统型, 金属杆, 接受腔, 高分子聚合物, 金属连接件, 应用, 下肢假肢, 假腿, 学者, 轻便, 批量, 临床, 经济, 结构, 价值, 机构
摘要:一体化假肢是以高分子聚合物为材料,从接受腔到假腿一体成型的新型下肢假肢;而传统型假肢的假腿往往是一根金属杆,接受腔和金属杆之间用金属连接件连接.很明显,一体化假肢比传统型假肢更经济、美观、轻便,具有较大的研究价值,但目前一体化假肢还只是一个概念,尚未批量应用于临床.近,一些学者和机构开始致力于一体化假肢的研发,但尚未涉及对一体化假肢的应力分析.由于一体化假肢与传统型假肢在结构上的差异,因此对一体化假肢进行应力分析具有重要的意义.有限元方法已广泛应用于假肢领域,故本研究采用有限元方法对一体化假肢进行应力分析.
医用生物力学杂志相关文献
  • 机械压力及细胞内钙释放通道阻滞对颞下颌关节髁突软骨细胞骨架影响的研究

    目的探讨颞下颌关节髁突软骨细胞(mandibular condylar cartilage,MCC)的骨架系统随机械力的变化过程及其是否受到细胞内钙及其IP3通道的影响.

    作者:张旻;王美青;王景杰 刊期: 2003年第z1期

  • 低切应力在动脉粥样硬化形成中的作用--动物模型的建立和形态学观察

    为了阐明低切应力在动脉粥样硬化形成中的作用机制,为动脉粥样硬化防治提供实验基础,本文建立了低切应力+高脂的动脉粥样硬化动物模型,观察了低切应力对动脉粥样硬化形成的影响.

    作者:王溪涛;黄荣国;覃开蓉;张炎;姜宗来 刊期: 2003年第z1期

  • 髋臼骨关节面的曲率分布与变化

    髋臼骨关节面的曲率分布与变化是构建髋臼三维模型的关键与难点.长期以来,髋臼骨关节面因其形态上的难以量化而大多被简单认定或假设为半球面.目前,在用有限元分析方法对髋关节进行一系列生物力学研究时,尚停留在构建简单的球面模型表示髋臼,并通过该模型的唯一参数,球面半径的改变确定髋臼的大小.该球面模型未充分考虑髋臼骨关节面的形态特点,势必影响在此基础上所作的有限元生物力学分析结果.因此,对髋臼骨关节面的曲率分布与变化的研究具有十分重要的意义,但至今未见有相关研究报道.

    作者:顾冬云;戴尅戎;胡鑫;习俊通 刊期: 2003年第z1期

  • 上颌中切牙的振动模态分析

    目的对牙的动力学研究的基础是模态分析.随着计算机技术的高速发展,有限元法的应用领域得到进一步的拓展,可以实现对生成计算模型的物体进行各种力学分析.本研究应用有限元分析软件MARC对上颌中切牙的模型进行模态分析,以期了解其振动性能.

    作者:李明勇;马轩祥;李玉龙;李斌;赵令诚 刊期: 2003年第z1期

  • 股骨-关节假体之间的界面生物力学分析

    骨是一种结缔组织,它既像钢一样坚硬,又像铝一样轻,是典型的层状梯度功能材料.骨的组分结构完全是由其功能决定的近于完美的一种构造.股骨其空心管型层状结构能适应各种不同姿态的人体负荷功能要求.人工假体植入后改变了股骨干的应力分布,不可避免地产生应力遮挡.运用非均质材料弯曲和扭转理论定量分析了单足站立相及坐位起立时股骨干在假体植入前、后的应力分布情况.比较了钴铬钼合金、钛合金、碳纤维聚砜(CRF/PSF)复合材料假体在股骨干峡部横截面的应力分布情况.由于股骨-假体界面两边材料性能不同,产生的较大应力差异可导致界面松动、剥离和损坏.不同假体的弹性模量不同,产生应力遮挡的程度不同.复合材料假体植入后界面两边应力差异小,应力遮挡率低.羟磷灰石表面涂层假体能缓和界面层的应力差异.

    作者:唐六丁;赵为民 刊期: 2003年第z1期

  • 低切应力兔颈总动脉粥样硬化模型中血管平滑肌细胞凋亡相关基因BAX和BCL-2的表达

    为探讨低切应力在动脉粥样硬化形成中的作用机制,观察了低切应力对动脉粥样硬化血管平滑肌细胞凋亡的影响.本文采用雄性新西兰白兔(体重2.5-3.0kg,n=54),左颈外动脉结扎,术后分别普通饲料、高脂饲料喂养,建立低切应力兔颈总动脉粥样硬化模型.设对照组(n=6),高脂组(n=24),普饲组(n=24).时相点为2、4、8、12周.

    作者:王溪涛;张炎;姜宗来 刊期: 2003年第z1期

  • 膝内翻引起胫骨平台内侧骨质增生的模拟

    关于骨功能适应性,人们做了大量的研究工作.骨质增生是骨功能适应性的极端情况,运用骨功能适应性定量理论研究骨质增生,目前,国内外尚未见报道.我们采用骨自优化理论和有限元方法相结合,依据膝内翻引起胫骨平台内侧骨质增生的生理过程,模拟了胫骨平台内侧的骨质增生.

    作者:朱伟民;朱兴华;刘百奇 刊期: 2003年第z1期

  • 基底加载时波形及应变幅度对细胞生长、增殖与铺展的影响

    细胞力学的研究是近几年来生物力学领域中迅速发展起来的一个前沿课题,过去几十年集中于红细胞,近几年研究重点转向白细胞、血小板、成骨细胞、血管内皮细胞、动脉平滑肌细胞、心肌细胞、癌细胞及多种细胞的相互作用.近年来,随着细胞分离技术和培养技术的成熟,实验手段不断更新,理论上也有了新的发展.

    作者:曲华;吴文周;安美文;滕维中 刊期: 2003年第z1期

  • 幼年大鼠骨骼肌在电刺激下的收缩特性测试

    应力与生长的关系,一直是广大生物力学工作者所关心的课题,不同的功能治疗和各种训练都可以使肌肉的收缩特性发生变化,本研究设计了对大鼠后肢骨骼肌的收缩特性进行测试的装置,利用该装置对一月龄大鼠后肢两组骨骼肌在电刺激下的收缩特性进行了测试,为研究大鼠骨骼肌在长期不同应力刺激水平及不同功能治疗等因素对其收缩特性改变打下基础.

    作者:陈孟诗;王岩;黄京月 刊期: 2003年第z1期

  • 主动脉弓在体动态变形分析

    目的建立动态观察主动脉在体变形数据分析模型.方法数字图像处理系统以24帧/秒的速度对实验兔主动脉进行动态实时采集.应用多项式对主动脉的边界进行函数表达,并用小二乘拟合方法拟合得到主动脉的边界,应用计算机软件自动跟踪、处理、测量,从而确定每一张图片上主动脉弓的边界,并进行测量.

    作者:王瀛;董延军;李晓阳;张宏家;刘愚勇 刊期: 2003年第z1期

  • 动物细胞在胞质分裂过程中外皮的刚度变化

    细胞是生命的基本单位,细胞的繁殖和分化使生命由单细胞形成个体进而生长、发育,并伴随生命的整个历程.动物细胞的分裂包括两个不同但相关的过程:核分裂和胞质分裂.胞质分裂是指:细胞在核分裂完成后,母细胞在赤道板处形成一条环状的致密带-收缩环,在收缩环的缢束下,胞质和质膜一分为二的过程.

    作者:安美文;吴文周 刊期: 2003年第z1期

  • 人表皮干细胞体外培养及分化特性的研究

    目的探索人表皮干细胞(KSC)的筛选和体外培养方法,了解表皮干细胞在体外快速扩增的条件及其分化特性,为研究创伤愈合和组织工程提供良好的细胞模型;

    作者:揭彬;罗向东;伍素华 刊期: 2003年第z1期

  • 一个体外研究流体切应力作用血管周细胞机制的实验方法

    目的在机体血液循环中,血液流动所产生的切应力不仅改变着血管内皮细胞的形态,而且还调节内皮细胞内生物活性物质的基因表达,且在调节血管平滑肌细胞张力上也起着重要的作用.目前研究切应力对血管张力的调节都是围绕活体组织进行的,这就限制了在切应力作用过程中对平滑肌细胞作深一步的研究.在本实验中,我们寻求一种简便有效地方法,模拟体内流体环境,体外研究在流体切应力作用下,血管内皮细胞调节血管平滑肌细胞张力的机制.

    作者:薛军辉;张作明;郭群 刊期: 2003年第z1期

  • 网状血管计算机模拟分析

    多级分叉或网状血管的流量计算历来是临床和基础研究中受到关注的问题,如局部血管发生关闭或栓塞后对周围血流的影响,产生侧支循环或实施旁路搭接手术后下游血流灌注状况的改善,血管内注入药物后血流分配情况等等.传统的计算方法有水管网络迭代法和电路网络模拟,这些方法在处理边界条件和非线性参数方面存在不够直接和灵活的缺点,本文采用有限元技术和图形处理相结合的方法建立计算机仿真模型分析血管系统中的血流分布.

    作者:陈平汉;丁祖荣;王勇 刊期: 2003年第z1期

  • 钳夹式无针外固定架的生物力学实验研究

    目的目前常用的用于固定胫骨骨折的外固定架因其必须穿透骨皮质进入髓腔而增加感染的机会,我们研制的钳夹式的无针外固定架克服了上述缺点,但验证其无针的结构是否能够满足固定强度的要求,是本实验的目的.

    作者:汪爱媛;卢世璧;梁雨田;江霞 刊期: 2003年第z1期

  • 内皮祖细胞诱导生物血管基质材料内皮化研究

    目的了解骨髓干细胞诱导分化成内皮细胞及在生物材料进行种植的可行性,为血管组织工程提供资料.方法取正常健康人(2~50岁)骨髓,加淋巴细胞分离液,经密度梯度离心后获得单核细胞,再运用微磁珠和单抗选择出CD45和GlyA都为阳性的细胞.用60%低糖DMEM,40%MCDB-201(Sigma),1×胰岛素铁传递蛋白硒,1×linoleic acid bovine serum albumin(BSA),10-9M地塞米松(Sigma),和10-4 M 2-磷酸盐维生素C(Sigma),100 U青霉素,和1000 U链霉素(Gibco).培养.用无血清、EGF or PDGF,含20ng/mL VEGF-B骨髓干细胞培养液培养,分化的细胞通过免疫荧光激光共聚焦检测KDR,vWF,CD34,的表达,以确定是否已分化成内皮细胞.

    作者:朱楚洪;应大君;糜建红;董世武;张伟;孙建森 刊期: 2003年第z1期

  • 内皮细胞力学实验图象定量分析系统

    体外培养的内皮细胞在剪切力环境中会由起始的无规则多边形逐渐沿剪切力方向伸长,后表现为梭形,细胞长轴与剪切力方向一致.细胞的方向性改变和伸长是它对剪切力的一种适应性改变,这种改变被认为可以减轻细胞的机械荷载,从而保护细胞自身免受剪切力引起的损伤.定量研究力一细胞生长的关系,需要一些力学形态学的指标来刻画细胞在机械力刺激下的形状变化.为了定量分析内皮细胞在剪切力作用下的形态学变化,测量我们提出的一些力学形态学指标,我们开发了一套计算机图象定量分析系统.

    作者:李晓宁;樊瑜波 刊期: 2003年第z1期

  • An Inhomogeneous and Anisotropic Constitutive Model of Human Dentin

    Introduetion In human dentin,microscopic tubules extend through the entire dentin with variational diameters.The peritubular dentin encircles the tubules and is characterized by its high mineral content.The intertubular dentin occupies the volume outside of peritubular dentin and contains more collagen and less mineral than the peritubular dentin.The above structural characters of dentin should lead to an inhomogeneous and anisotropic stress-strain relation of dentin.In the past years,a lot of experiments based on the microscopic structure of dentin had been done.Some attempts on theoreticallv modeling constitutive law of dentin were also presented.Here author gives an inhomogeneous and anisotropic constitutive model of human dentin,considering the difference of peri-and intertubular dentin,and compare the FEA results basing on this model with the moiréfringe testing results of Wang and Weiner(1998).

    作者:Bo HUO 刊期: 2003年第z1期

  • 小鼠胚胎心肌细胞的兴奋-收缩藕联机理

    正常心肌细胞兴奋-收缩藕联依赖于细胞膜上的钠、钙离子通道,早期胚胎心肌细胞的兴奋-收缩藕联机制要复杂一些,因为这些细胞的离子通道发育并不完善,细胞内钙库与正常成熟细胞差异较大,这些差异完全可能引起细胞兴奋-收缩藕联机制的变化.

    作者:张建保;BK Fleischmann;P Sasse 刊期: 2003年第z1期

  • The Measurement and Significance of Plasma Level of Matrix Metalloproteinase- 9 Plasma Level in Abdominal Aortic Aneurysms

    Aim To observe the changes of MMP - 9 ( Matrix Metalloproteinase - 9, MMP - 9) plasma level of the patients with abdominal aortic aneurysms (AAAs) before and after the treatment, and evaluate the importance of MMPs in the pathogenesis of AAAs. Methods Blood samples of 35 patients with AAAs and 10 patients with the arterial occlusive diseases (AODs) ,which enrolled into the vascular surgery center of Colonge University Hospital from Feburary to August of 2002, were collected before and one month after open prostheses grafting or interventional endovascular exclusion.

    作者:Zhong MA;Joerg. Heckenkamp;St. Gawenda;Jan. Brunkwall 刊期: 2003年第z1期

医用生物力学杂志

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