【摘要】：目的:建立前交叉韌帶(ACL)損傷及損傷后ACL牽張保殘重建的實驗動物模型和正常兔膝關節(jié)三維有限元模型,比較前交叉韌帶(ACL)在正常狀態(tài)、損傷狀態(tài)、牽張保殘重建狀態(tài)下膝關節(jié)生物力學之間存在的差異,以評價ACL重建效果。方法:將20只正常雄性新西蘭大白兔隨機均分為兩組:對照組、試驗組。將試驗組兔的ACL離斷以建立ACL損傷的實驗動物模型,對斷裂的ACL行牽張保殘重建。12周后首先在對照組10只兔中隨機選取一只,行膝關節(jié)螺旋CT掃描,將掃描數(shù)據(jù)存儲備用;再分別留取對照組和試驗組的動物膝關節(jié)標本,對ACL分別行拉力試驗測得相關數(shù)據(jù)。最后根據(jù)獲取的螺旋CT掃描數(shù)據(jù)建立膝關節(jié)的三維有限元模型,有限元力學分析比較ACL在正常、損傷、牽張保殘重建3種狀態(tài)下脛骨內(nèi)外側平臺、膝關節(jié)內(nèi)外側半月板及股骨內(nèi)外側髁的生物力學差異。結果:兩組間兔一般情況均衡,無明顯統(tǒng)計學差異。拉力試驗結果顯示:兔ACL正常時所能承受的最大拉力為(100.05±1.09)N,重建后移植腱所能承受的最大拉力為(38.11±5.04)N,兩組差異具有統(tǒng)計學意義(P0.05)。根據(jù)獲取的螺旋CT掃描數(shù)據(jù)成功建立起兔膝關節(jié)的三維有限元模型,將拉力試驗結果代入進行有限元力學分析顯示ACL在正常、損傷及牽張保殘重建三種狀態(tài)下脛骨內(nèi)外側平臺、膝關節(jié)內(nèi)外側半月板及股骨內(nèi)外髁的生物力學比較存在差異:ACL損傷后膝關節(jié)脛骨內(nèi)外側平臺、膝關節(jié)內(nèi)外側半月板及股骨內(nèi)外側髁所受壓力較正常時分別增加了23.3%、40.6%、39.8%、32.3%、21.4%、18.5%,ACL牽張重建后各方受力雖較傷后有所改善,但較正常時仍分別增加了19.3%、11.4%、6.6%、10.7%、13.0%、7.0%。結論:ACL牽張保殘重建后12周移植腱生物學性能較正常的ACL有所下降。膝關節(jié)三維有限元分析顯示:牽張保殘重建ACL并不能完全恢復ACL損傷后膝關節(jié)各部位的受力情況,但較損傷后各部位受力情況均有所改善。膝關節(jié)ACL損傷后重建有其必要性,但仍需不斷改進,以提高ACL的重建效果。
[Abstract]:Objective: to establish the experimental animal model of anterior cruciate ligament (ACL) (ACL) injury and ACL distraction preservation reconstruction and to compare the (ACL) in normal state and injured state with 3D finite element model of knee joint in normal rabbits. In order to evaluate the effect of ACL reconstruction, the biomechanics of knee joint was different in the condition of distraction and disability reconstruction. Methods: twenty normal male New Zealand white rabbits were randomly divided into two groups: control group and experimental group. The ACL of the experimental group was severed to establish the experimental animal model of ACL injury, and the broken ACL was reconstructed by distraction and disability. After 12 weeks, one of the 10 rabbits in the control group was randomly selected, and the knee joint spiral CT scan was performed, and the scan data were stored in reserve. Then the knee joint specimens of the control group and the experimental group were collected, and the relative data were obtained by tensile test on ACL. Finally, the three-dimensional finite element model of knee joint was established according to the spiral CT scan data. The finite element mechanical analysis was used to analyze and compare the internal and external tibia platform reconstruction of ACL in normal, injured and tensioned residual states. Biomechanical differences of medial meniscus and medial femoral condyle of knee joint. Results: there was no significant difference between the two groups. The results of tensile test showed that the maximum tensile force of rabbit ACL was (100.05 鹵1.09) Ns, and that of reconstructed tendon was (38.11 鹵5.04) N. the difference between the two groups was statistically significant (P0.05). According to the spiral CT scanning data, the 3D finite element model of rabbit knee joint was successfully established. The results of tensile test were added to the finite element mechanical analysis. The results showed that the external and lateral tibia platform was reconstructed by ACL under three conditions: normal, injury and distraction residual. The biomechanical comparison of the medial meniscus and the medial and lateral femoral condyle of the knee joint was different: after ACL injury, the tibial plateau, the pressure of the medial meniscus and the medial femoral condyle of the knee joint increased by 23.3g and 23.3g, respectively. 39.8 and 32.3. After the extension and reconstruction of the ACL, the forces on all sides improved somewhat compared with those after the injury, but they were still increased by 19.3and 11.46.6and 10.7 respectively, as compared with the normal ones. 13.0 and 7.0. Conclusion: the biological properties of tendon grafts 12 weeks after ACL distraction and residual reconstruction were lower than those of normal ACL. Three-dimensional finite element analysis of knee joint showed that ACL could not completely recover the mechanical condition of knee joint after ACL injury, but it was better than that after ACL injury. The reconstruction of knee joint after ACL injury is necessary, but it still needs to be improved to improve the reconstruction effect of ACL.
【學位授予單位】：新疆醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R687.4;R-332

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本文編號：2312103