骨科生物力学
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钢板
三叶型钢板
钢板
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钢板
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加压器的使用
加压器
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三、髓内钉:在骨骼髓腔内置入一生物相容性好、
具有一定强度的内在物,以达到骨折连接与固定的 作用,这种方法叫髓内钉固定,该内置物叫髓内钉。 1.材料:要求生物相容性好、化学性能稳定、良好 的韧性、高机械强度、无毒、无致癌性等 主要有:不锈钢、铬钴合金、钛合金、钴镍合 金 2.髓内钉截面: 形状:三叶草形、菱形、正方形、圆环形等, 对承载能力有影响。 截面直径:直径越大,髓内钉刚度越好。
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扁骨 短骨
不 规 则 骨
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长骨
短骨(short bone)形似立方体,多成 群分布于连结牢固且稍灵活的部位,如 腕骨。 扁骨(flat bone)呈板状,主要构成颅 腔、胸腔和盆腔的壁,起保护作用,如 颅盖骨和肋骨。 不规则骨(irregular bone)形状不规则, 如椎骨。有些不规则骨内有腔洞,称含 气骨 ,如上颌骨。
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髓内钉
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髓内钉
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髓内钉
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3.髓内钉长度:
总长 太长从远端突出,太短不易固定 工作长度 髓内钉承担大部分载荷的长度 4.附加固定装置:锁钉、固定翼、钩子等
5、常见的髓内钉系统
单钉系统 多钉系统 带锁髓内钉
6.髓内钉类型:不扩髓的髓内钉
扩髓的髓内钉
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四、形状记忆合金内固定器械 1.形状记忆合金:在设定温度下具有形状记忆功能
同时具有超弹性功能的新型材料。 在发生塑性变形后,经升温至某一温度(该温度 可以设定)之上,可完全回复到变形前的形状。钛镍 基形状记忆合金、铜基形状记忆合金。 2.加压骑缝钉:挑选大小合适的骑缝钉,浸入在消毒 冰水中,用特制的工具使骑缝钉变形,量取骑缝钉变 形后的跨距,在对合后的骨上钻两个孔,将骑缝钉从 冰水中取出后插入孔中,骑缝钉受热后恢复原形,起 到固定效果。
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2.骨骼的作用:支撑身体自重
与关节配合实现运动功能
3.形态:
长骨(long bone)呈长管状,分布于四肢, 分一体两端。体又称骨干,内有空腔称髓,容 纳骨髓。体表面有 l~2个血管出入的孔,称滋 养孔。两端膨大称骺,有一光滑的关节面,与 相邻关节面构成关节。骨干与骺相邻的部分称 于骺端,幼年时保留一片软骨,称骺软骨,骺 软骨细胞不断分裂繁殖和骨化,使骨不断加长。 成年后,骺软骨骨化,骨干与骺融为一体,其 间遗留一骺线。
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3.环抱器:采用镍钛形状记忆合金制成,用于治疗长 骨骨折。旨在保持骨折稳定性的同时,减少对压缩应 力的遮挡作用和骨骼的损伤。 4.优点 人为损伤小,生物相容性好,力学性能好,操作简便, 持续的自加压功能,愈合周期短,体积小重量轻,可 降低骨质疏松率。
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环抱器
加压骑缝钉
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第三章:基础骨科器械
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骨髓充填于骨髓腔和松质间隙内。胎儿 和幼儿的骨髓内含发育阶段不同的红细胞 和某些白细胞,呈红色,称红骨髓,有造 血功能。5岁以后,长骨骨干内的红骨髓逐 渐被脂肪组织代替,呈黄色,称黄骨髓, 失去造血活力。但在慢性失血过多或重度 贫血时,黄骨髓可转化为红骨髓,恢复造 血功能。而在椎骨、骼骨、肋骨、胸骨及 肽骨和股骨的近侧端松质内,终生都是红 骨髓。
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第三节组合式骨外固定器
一、概述
1.特点:固定牢固、机构灵巧、随意穿针、并发症少 2.类型:治疗骨折--固定功能为主 矫形--固定、牵引、加压 肢体延长--牵伸功能为主
二、结构特点
1.结构:骨外固定器各构件之间的相互联系,相互作 用方式,超静定空间结构 2.特点 结构多元化 钢针布局灵活 刚度可调控 功能件优化组合 操作方便 39
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6.骨愈合快、治愈率高、并发症少,发生并发症 容易处理。 7.操作比钢板内固定简单、易于掌握,无需广泛 切开、创伤小。比石膏或小夹板固定稳固、不影响 关节活动。 8.术后允许再调整, 9.骨折处不存留异物,无需二次手术 10.治疗时间短
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外固定器械
指骨用外固定器械
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二、适应症
1.广泛软组织损伤、伤口污染严重及难以彻底清创的 开放式骨折 2.感染性骨折 3.多发性骨折 4.某些闭合性骨折:骨折粉碎严重或关节骨折 5.需多次搬动和分期处理的骨折 6.烧伤合并骨折 7.开发性骨盆骨折 8.因各种原因不能手术治疗的骨折 9.作为非坚强骨内固定的补充
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二、注意事项 1、严重骨质疏松者禁用。 2、紧固螺丝(7)时先紧两端再紧其他,以减少内应 力。 3、加压不易过紧,以免影响骨折生长。 4、本产品禁止二次使用。
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骨 科 外 固 定 示 意 图
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第五节组合式骨外固定器常用类型 1.单边式骨外固定器
结构简单,操作方便,穿越肌肉少,对人体损 伤小
第一章骨科生物力学
一、概述
1.简介 骨是一种器官,主要由骨组织
(骨细胞、胶原纤维和基质)构成,具有一定 形态和构造,外被骨膜,内容骨髓,含有丰富 的血管、淋巴管及神经,不断进行新陈代谢和 生长发育,并有修复、再生的能力。经常锻炼 可促使骨良好发育,基质中有大量钙盐和磷酸 盐沉积,是钙、磷的储存库,参与体内钙、磷 代谢,骨髓还有造血功能。 成人有206块骨,可分为颅骨、躯干骨和四 肢骨三部分。前二者统称中轴骨
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螺丝钉
螺丝钉
钢板、螺丝钉
钢板
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3.使用:能通过对侧皮质骨对骨折端施加压
力达到固定目的。 二、钢板
1.钢板:是紧贴在骨骼通过与螺钉配合而进行
骨折内固定的方法。 2.保护性钢板(中和钢板):骨折部位由拉 力螺钉固定,由钢板对骨折区域进行保护。 钢板使用前通常要进行塑性变形,使钢板外形 与骨骼的外形一致。变形时常使用模板。 3.支持钢板:骨的干骺区由骨松质和很薄的骨 密质组成,该组织损伤后用于固定的钢板叫支持钢 板。
固定架
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第四节组合式骨外固定器的使用方法 一、操作步骤
1、使用前对产品、工具进行常规术前消毒。 2、清创消毒铺无菌巾,根据骨折部位X光片选好穿 针位置方向。 3、穿针位置用手术刀切开5~10mm,用止血钳分离 组织达骨膜。 4、将肌肉护套插入切口处达骨膜,拔出内芯,用骨 锤轻扣护套顶部使尖端入骨。 5、选用与骨针相对应的钻头钻至对侧骨膜。 6、取出钻头旋入骨针使其穿出对侧1~2mm为宜,取 下护套。 7、用同样方法旋入其余三只骨针。
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骨膜:覆盖在新鲜骨的表面(关节面除 外)。骨膜由纤维结缔组织构成,含有丰富 的神经和血管,对骨的营养、再生和感觉有 重要作用。骨膜可分为内外两层,外层致密 有许多胶原纤维束穿入骨质,使之固着于骨 面。内层疏松有成骨细胞和破骨细胞,分别 具有产生新骨质和破坏骨质的功能,幼年期 功能非常活跃,直接参与骨的生成;成年时 转为静止状态,但是,骨一旦发生损伤,如 骨折,骨膜又重新恢复功能,参与骨折端的 修复愈合。如骨膜剥离太多或损伤过大,则 骨折愈合困难。
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4.结构
骨质 由骨组织构成,分密质和松质。 骨密质 质地致密,耐压性较大,分布于 骨的表面。 骨松质 呈海绵状,由相互交织的骨小梁 排列而成,分布于骨的内部,骨小梁的排列 与骨所承受的压力和张力的方向一致,因而 能承受较大的重量。 颅盖骨表层为密质,分别称外板和内板, 外板厚而坚韧,富有弹性,内板薄而松脆, 故颅骨骨折多见于内板。
2.双边式骨外固定器
结构较简单,牵引、加压方便 3.方框式骨外固定器 固定可靠、穿越肌群少 4.半环式骨外固定器 固定可靠,受力均匀,针孔少,
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骨外固定器
半环式骨外固定器
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单边式骨外固定器
双边式骨外固定器
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第五章人工关节
第一节概述
人工关节:利用人工材料制成的假体,取代被疾病破坏的 关节,缓解疼痛、畸形和功能障碍,重建一个接近正常功 能的关节, 人工髋关节、人工膝关节
电动式电钻
手摇式电钻
充电式摆锯
咬骨钳 丝锥
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下肢骨折器械包
髋关节假体器械包
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第四章骨外固定器械
第一节概述
一、定义
骨外固定技术:在骨折处穿放钢针,再用一种金属或 高强度非金属材料制成的特殊装置把裸露在皮肤外的针 端连接固定起来,用固定、加压、牵引作用达到治疗骨 折、骨与关节矫形的作用的技术。 骨外固定器:用于这种技术的装置
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三、骨的机械性质
1.骨在拉伸时的机械性能
在线性范围内应力应变成正比,σ =Eε 干燥骨:ε =0.4%,湿润骨,ε =1.2% 人和动物骨的机械性能见表1
2.骨压缩时的机械性质见表2 3.人体骨的力学特性见表3
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四、应力遮挡
1.应力遮挡:发生骨折的骨经固定后,负
重情况下产生应力重新分配导致骨受力减小 的现象。 2.影响因素:内外固定器械的刚度与固定方 式 骨折类型与骨端接触程度 肢体负重的方式与程度
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人 工 髋 关 节
人工髋关节 人 工 膝 关 节
人 工 膝 关 节
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第二节人工关节常用材料
一、人工关节材料要求 足够的强度、疲劳强度、耐磨损、抗腐蚀 有较好的生物相容性,无毒副作用,耐腐蚀 弹性模量接近人体 二、金属材料 1.不锈钢:杂质含量低、延展性好,易加工,疲 劳强度、耐腐蚀性及生物相容性比钛合金差,以被 其他材料替代。 2.钛合金:弹性模量低,生物相容性好,疲劳强 度高,耐腐蚀性好,摩擦系数高。缺点是耐磨性差 3.钴合金:耐磨性、耐磨性和综合机械性能好, 是较优良的植入材料
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第二章骨科内固定器械
一、 螺丝钉
1.自攻丝螺丝钉:使用时在骨上打导向孔,
螺丝钉拧入时,自动切割出螺纹。拧入特别是在 骨密质时时阻力较大 非自攻丝螺丝钉:使用时先在骨上钻导向孔, 然后在导向孔上攻丝,拧入时阻力小,无骨屑排 出 2.皮质骨螺钉:应用在骨密质的螺钉,属于 非自攻丝,整个长度上都有螺纹。 松质骨螺钉:螺纹外径较大底径较小,为 自攻螺钉,使用时不需攻丝。