振动促进骨愈合系统的参数识别及动力学特征

• 作者: 侯书军 刘彦士 张弢 曲云霞 李慨 李欣业 马文博
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 振动 骨愈合 骨应力刺激仪 动力学 组织构建
• 年，卷（期）: 2018,（20）
• 所属期刊栏目: 骨组织构建
• 页码范围: 3117-3122
• 页数: 6页
• 分类号: R318
• 字数: 4944字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.0833

摘要

背景:骨折愈合是一个极其复杂的生物学修复重建过程,骨折端局部的力学环境在骨折愈合过程中起着调控作用.目的:设计一部骨应力刺激仪并进行动力学建模及参数的识别.方法:基于振动促进骨愈合的机制,设计了一部骨应力刺激仪.简化成了二自由度带阻尼的弹簧系统强迫振动模型,对振动促进骨愈合系统进行了主要参数的识别(橡胶弹簧的总刚度??的识别,足底肌肉刚度??的识别,足底肌肉阻尼??的识别,克氏针弯曲刚度′的识别),得到了模拟骨痂处的振幅并进行振动促进骨愈合系统实验.结果与结论:①通过理论分析及试验研究并结合样机的稳定工作区间,确定了该系统在激振频率为26-40 Hz、激振力为100-350 N的条件下可使胫骨骨折断端产生轴向微动,在断骨界面产生了一定的力学刺激;②由于仿真时忽略了外固定架对骨痂处振幅的应力遮挡作用,所以仿真结果略高于测试结果.通过拆开外固定架进行测试,拆开后骨痂处的振幅大于完全固定的振幅;③结果表明,骨应力刺激仪可使骨折断端产生有利于骨愈合的微动.在临床上建议使用轴向刚度可调、径向刚度不变外固定支架,可以有效的克服应力遮挡.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	曲云霞	河北工业大学机械工程学院	48	386	10.0	18.0
2	李欣业	河北工业大学机械工程学院	43	347	11.0	17.0
3	李慨	河北工业大学机械工程学院	33	319	9.0	17.0
4	张弢	天津市天津医院创伤骨科	6	7	1.0	2.0
5	侯书军	河北工业大学机械工程学院	19	55	4.0	7.0
6	马文博	河北工业大学机械工程学院	3	0	0.0	0.0
7	刘彦士	天津市天津医院创伤骨科	1	0	0.0	0.0