人体脊柱生物力学特性的研究方法及进展

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1、www.CRTER.org张恩泽，等.人体脊柱生物力学特性的研究方法及进展人体脊柱生物力学特性的研究方法及进展张恩泽1，廖振华2，刘伟强2(1清华大学深圳研究生院，广东省深圳市518055；2深圳清华大学研究院，广东省深圳市518057)引用本文：张恩泽，廖振华，刘伟强.人体脊柱生物力学特性的研究方法及进展[J].中国组织工程研究，2016，20(48):7273-7279.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.48.019ORCID:0000-0001-8676-0761(刘伟强)文章快速阅读

2、：总结脊柱生物力学研究方法的优势与不足在对生物力学研究进行在体和体外分类的基础上，又分别按照研究方法和研究对象进行了二次分类，以及按照研究内容进行的三次分类。脊柱的生物力学研究是掌握脊柱特性的必要环节，也是器械设计与手术评判的重要标准。对进行的各类生物力学研究进行了整理和归纳。张恩泽，男，1991年生，河北省人，汉族，2016年清华大学毕业，硕士，主要从事脊柱生物力学方面的研究。通讯作者：刘伟强，教授，深圳清华大学研究院，广东省深圳市518057中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)48-

3、07273-07稿件接受：2016-10-16对部分研究方法所采用的加载与测量装置做了详述，并揭示其研究原理。对各种生物力学研究方法的优势与不足进行了阐述，展示了各种方法在发展上存在的联系。文题释义：脊椎生物力学评估方法：分为在体和体外2种。在体研究即通过各种检测设备、以接触或非接触的方式测量人体在运动时脊柱的变化；体外研究利用模型、动物或人体的脊柱标本，模拟人体脊椎受力环境施加载荷，测量节段间运动和各部位的受力。疲劳测试：给标本施加一定幅值的循环载荷，得到疲劳断裂的周期数即为该负载所对应的疲劳寿命。以不同幅值多次测量得到对

4、应疲劳寿命绘制疲劳曲线。疲劳性测试可以用来判断脊柱薄弱点位置。摘要背景：随着脊椎融合术和人工椎间盘植入手术的不断发展，近年来研究者们利用各种医疗仪器设备和研究方法，对脊椎的各项特性展开研究。生物力学研究需要更真实的模拟人体生理环境和运动方式。目的：综述国内外相关文献，从测量主体和测量内容角度总结脊柱生物力学研究方法的优势与不足。方法：以“biomechanicaland(propertiesorstudyorevaluation),spinalbiomechanics,spinemechanicaltest,spineand

5、(kinematicsormotion)”为英文检索词检索PubMed、WebofScience、Springer数据库，以“生物力学特性，生物力学研究评估，脊柱生物力学，脊柱力学测试，脊柱动力学，脊柱运动”为检索词检索中文期刊全文数据库，纳入脊柱力学、运动学、动力学研究相关文献，主要整理近5年来该领域内的经典文献，排除重复性工作，重点对38篇文献进行分析讨论。结果与结论：近30年来研究者从多个结构细节对脊柱机械特性展开了研究，仿照人体运动研究了基本工况下脊柱的运动形式，掌握了大量脊柱力学与动力学特性。未来还需要对脊柱特性进

6、行更加深入的了解，如力学方面椎间盘的阻尼特性、运动学方面脊柱的空间耦合运动规律等，才能有助于设计性能更加优良的脊椎病治疗产品，更好地修复脊椎疾病。关键词：骨科植入物；脊柱植入物；生物力学特性；置换；融合；脊柱力学；脊柱运动学；加载装置；测量方法；脊柱强度；脊柱稳定性；组织疲劳主题词：脊柱；脊柱融合术；生物力学；组织工程3P.O.Box1200,Shenyang110004kf23385083@sina.comwww.CRTER.org张恩泽，等.人体脊柱生物力学特性的研究方法及进展基金资助：国家科技支撑计划(2012BAI1

7、8B05)《新型人工椎间盘》ResearchmethodandprogressesofbiomechanicalpropertiesofhumanspineZhangEn-ze1,LiaoZhen-hua2,LiuWei-qiang2(1GraduateSchoolofShenzhen,TsinghuaUniversity,Shenzhen518055,GuangdongProvince,China;2ReasearchInstituteofTsinghuaUniversityinShenzhen,7279ISSN2095-

8、4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAHwww.CRTER.org张恩泽，等.人体脊柱生物力学特性的研究方法及进展Shenzhen518057,GuangdongProvince,China)AbstractBACKGROUND:Withthegradualdevelopme