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tjlw2008 发表于 2007-6-12 00:53

谈谈生物力学在骨科中的运用,生物力学如何发展?

经典的Wollf定律——结构与功能的统一性原理渐渐地被世人遗忘,疯狂地手术,疯狂地内固定充斥着骨科界,但其远期疗效不是很理想,我们该何去何从?
人体很神秘,骨科与生物力学具有密切的关些!股骨近端的骨小梁结构,前倾角与颈干角,脊柱椎体的大小排列结构与生理弯曲等等,在生物力学上有什么意义?无不体现着WOLLF定律!
谈谈您对生物力学在骨科中的运用与体会?
谈谈骨科生物力学的发展方向?

zhengchao 发表于 2007-6-13 11:58

    生物力学的发展方向与最新进展
传统骨科学的发展需要结合各专业领域的研究,不仅需要生物力学专家,还需要生物医学材料、生物化学、生理学、分子生物学和药理学等专家共同研究才能发扬光大。而先前所提及的研究皆以巨观探讨,以力学角度使产生形变的骨头恢复正常位置,或以假体植入物取代破坏面来治疗。但在骨骼肌肉系统中常见的退化性关节炎与骨质疏松问题,临床治疗最终仅以人工假体置换来恢复关节的功能。不管假体的设计如何完善,仍有许多限制,例如人工假体在使用上所产生的磨耗问题也是导致假体破坏的原因之一。除了假体破坏需要再次翻修外,其磨耗所产生的微小颗粒会刺激人体免疫系统,活化蚀骨细胞引发骨溶蚀效应,造成组件基座的骨质流失而加速人工关节损坏。Huang与Cheng等¨ 便针对人工膝关节组件的取出物进行一系列的分析,包含聚乙烯磨耗颗粒的尺寸与骨溶解的关系、不同组件设计与磨耗方式的探讨等相关议题。为彻底解决此问题,除了骨科生物力学专家可研发更理想的人工关节外,另一个方法即是以病因学(aetiology)角度进行研究,预防关节病变发生。因此骨科生物力学相关研究中的另一分支即在进行细胞、基因层次的力学表现研究力学刺激对细胞的功能及活性的影响,希望借由一系列的研究,除了能对细胞特性了解地更加透彻之外,亦能理清细胞在受力后的调控机制。并寄望将来能将此结果应用于临床医疗上,借由骨骼生成与吸收作用间的调控,促进骨折的愈合或改善骨质疏松症等常见的骨科临床疾病。相关的概念早在公元1892年,Julius Wolf已经发现骨骼
的构架会随着其所承受力量的不同而发生变化,他认为骨骼的生长会受到力学刺激影响而改变其构架,即所谓的“Wolf’S law”。公元1964年,Harold Frost发现骨骼具有再塑性(bone remodeling),借由骨吸收作用(bone resorption)及骨生成作用(bone formation)间巧妙的动态平衡,进行骨骼组织的代谢,以维持骨骼的构架与力学强度。目前的相关研究中,Kaspar等¨ 致
力于研究力学刺激对于体干细胞分化的影响,发现力学刺激可促进体干细胞分化成为骨母细胞并促进骨母细胞的增殖。此外,力学刺激亦能影响骨母细胞及骨细胞的活性;若增加力学刺激,则可促进骨母细胞对于生长因子、骨形态发生蛋白与骨骼生成相关蛋白质分泌量增加。K0等¨ 1证实细胞骨架在力量传递扮演着非常重要的角色,能将力量借由细胞骨架迅速传导至细胞内的各个部位;由于细胞骨架亦有进入细胞核,近年来有学者针对细胞骨架在受力后对于基因调控的影响进行研究。

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