2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、目的:設(shè)計(jì)制備適合于山羊頸椎前路減壓融合的頸椎間融合器PDLLACage,通過有限元分析,體外生物力學(xué)和體內(nèi)維持穩(wěn)定和成骨作用的觀察評(píng)價(jià),以探討其對(duì)頸椎間融合的生物學(xué)和生物力學(xué)作用。 方法:(1)設(shè)計(jì)制備PDLLACage,并進(jìn)行力學(xué)檢測(cè)。(2)有限元分析:建立山羊頸椎C3-4融合術(shù)后三維有限元模型,并對(duì)其進(jìn)行生物力學(xué)模擬。選取一只雌性成年山羊,進(jìn)行影像學(xué)檢查和臨床查體排除脊柱疾患后,行螺旋CT掃描,得到的連續(xù)斷層數(shù)據(jù)圖片以DI

2、COM格式輸出,導(dǎo)入醫(yī)學(xué)三維重建軟件MIMICS,經(jīng)過圖片的篩選,預(yù)處理,提取邊界的坐標(biāo)值,生成表面三維圖像,再將此圖像通過ABAQUS軟件生成三維實(shí)體,同時(shí)建立PDLLACage和三面皮質(zhì)髂骨實(shí)體,然后將其組合。進(jìn)行網(wǎng)格劃分,賦予材料力學(xué)參數(shù),構(gòu)建出PDLLACage和三面皮質(zhì)髂骨兩種頸椎C3-4融合術(shù)后三維有限元模型。預(yù)載荷20N,再加以1.0 Nm的純力矩模擬前屈、后伸、左/右側(cè)曲、旋轉(zhuǎn)活動(dòng),觀察兩種融合術(shù)后脊柱功能單位(func

3、tional spinal unite,F(xiàn)SU)的載荷.位移關(guān)系,比較ROM和平均剛度。并與體外生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較。(3)體外生物力學(xué)研究:比較PDLLACage、鈦合金Cage和三面皮質(zhì)髂骨三種內(nèi)植物植入山羊頸椎C3-4后的生物力學(xué)行為。27只羊頸椎標(biāo)本隨機(jī)分為4組,A組:正常對(duì)照組(n=27);B組:PDLLA Cage組(n=9);C組:鈦合金Cage組(n=9):D組:自體三面皮質(zhì)髂骨組(n=9)。完全切除頸3/4椎間盤后植入

4、以上頸椎內(nèi)植物,預(yù)載荷20N,采用1.O Nm-4 Nm逐級(jí)加載純力矩的方法進(jìn)行前屈、后伸、側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)的生物力學(xué)測(cè)定,由此計(jì)算出各組平均剛度(stiffness)及活動(dòng)范圍(ROM),并行比較。(4)體內(nèi)研究:將PDLLACage、鈦合金Cage和三面皮質(zhì)髂骨植入活體山羊頸椎后,對(duì)其在維持椎間高度能力、生物力學(xué)及椎間融合組織學(xué)方面進(jìn)行比較研究。取24只雌性山羊隨機(jī)分三組:A組:PDLLA Cage組(n=8);B組:鈦合金Cage組(n

5、=8);C組:三面皮質(zhì)髂骨組(n=8)。分別行頸3/4椎間盤切除,并植入以上內(nèi)植物。術(shù)后觀察共12周,于術(shù)前、術(shù)后及術(shù)后1、2、4、8、12周測(cè)量平均椎間高度(DSH)、椎間角(IVA)"及前凸角(LA),處死后進(jìn)行生物力學(xué)及組織學(xué)評(píng)估。 結(jié)果: (1)我們?cè)O(shè)計(jì)制備的PDLLA Cage外形符合初始穩(wěn)定要求,其最大特點(diǎn)是前方向上下有兩個(gè)翼板,借此與C3-4椎體固定,增加了后伸穩(wěn)定性。其彈性模量為30GPa,與人體骨骼相近。(2

6、)有限元分析:PDLLA Cage和三面皮質(zhì)髂骨融合術(shù)后三維有限元模型運(yùn)動(dòng)范圍(ROM)和平均剛度兩種模型間均有顯著差別(P<0.05)。三維有限元模型的運(yùn)動(dòng)范圍(ROM)和載荷.位移曲線與體外實(shí)體實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致(P>0.05)。平均剛度與體外實(shí)驗(yàn)有顯著差別(P<0.05)。(3)體外生物力學(xué):后伸和旋轉(zhuǎn)加載時(shí)PDLLA Cage與鈦合金Cage組ROM差別無(wú)顯著性(P>0.05),而兩種Cage組與正常對(duì)照和自體髂骨組差別有顯著性(P

7、<0.05);旋轉(zhuǎn)加載時(shí)自體髂骨與正常對(duì)照組ROM組間差別無(wú)顯著性(P>0.05);前屈各向量組間ROM差異的均有顯著性(P<0.05);側(cè)彎時(shí)PDLLA Cage與自體髂骨組ROM無(wú)顯著差別(P>0.05),余組間差異均有顯著性(P<0.05)。植入Cage后頸椎剛度顯著增大,后伸和旋轉(zhuǎn)加載時(shí)PDLLA Cage與鈦合金Cage組間無(wú)顯著差異(P>0.05);鈦合金Cage在其余各方向上的剛度均最大(P<0.05)。PDLLA Cag

8、e比三面皮質(zhì)髂骨組的剛度大(P<0.05)。(4)體內(nèi)研究:術(shù)后各時(shí)相點(diǎn)LA值PDLIA Cage、鈦合金Cage和三面皮質(zhì)骨組組間差異無(wú)顯著性(P>0.05);術(shù)后4周IVA值PDLLA Cage高于三面皮質(zhì)骨組(P<0.05);術(shù)后8周和12周PDLLACage平均DSH值高于三面皮質(zhì)骨組(P<0.05)。各組間在側(cè)屈和旋轉(zhuǎn)6個(gè)自由度剛度均有顯著差異(P<0.05),Cage組比三面皮質(zhì)髂骨組的剛度大,鈦合金Cage與PDLLA C

9、age組的剛度差別無(wú)顯著性(P>0.05)。各向量組間ROM差異有顯著性(P<0.05),Cage組優(yōu)于自體髂骨組。組織學(xué)觀察見Cage組生物相容性好,成骨能力強(qiáng)。 結(jié)論:(1)我們?cè)O(shè)計(jì)制備的PDL從Cage外形符合初始穩(wěn)定要求,彈性模量與人體骨骼相近,100%降解,具有很好的應(yīng)用前景。(2)我們建立的頸椎有限元模型是頸椎融合術(shù)后三維模型,其可以模擬頸椎的生物力學(xué)特性,評(píng)價(jià)融合后的初始穩(wěn)定性。是頸椎前路椎間融合體內(nèi)外研究的重要補(bǔ)

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