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有限元分析技术在膝关节生物力学应用中的特点与优势

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中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3253-3261页

作者：郭欢萱康志杰白小龙田晓燕金凤内蒙古医科大学附属医院影像诊断科内蒙古自治区呼和浩特市010010 内蒙古医科大学研究生院内蒙古自治区呼和浩特市010010

背景:有限元分析是一种先进的计算机工程技术,利用数学近似的方法对真实人体进行模拟,可以真实反映膝关节结构内部的生物力学特征,为理解膝关节疾病发病机制、优化手术方案以及开发新型植入材料提供了有效的工具。目的:对膝关节有限元... 详细信息

背景:有限元分析是一种先进的计算机工程技术,利用数学近似的方法对真实人体进行模拟,可以真实反映膝关节结构内部的生物力学特征,为理解膝关节疾病发病机制、优化手术方案以及开发新型植入材料提供了有效的工具。目的:对膝关节有限元模型的建立及其在膝关节疾病研究中的应用进行综述,并展望了未来的发展趋势。方法:第一作者于2024年4月以“Finite Element Analysis,FEA,knee joint,Finite Element Model,Knee Biomechanics,Knee Osteoarthritis,Knee Prosthesis,Knee Ligaments,Meniscus”为英文检索词在PubMed和EI数据库进行检索,以“有限元分析,有限元模型,膝关节,生物力学,骨关节炎,计算模型,膝关节假体,膝关节韧带,半月板”为中文检索词在中国知网和万方数据库进行检索,最终纳入75篇文献进行分析。结果与结论:①有限元分析法利用医学影像数据获得三维人体模型,将复杂的人体关节结构简化为有限且相互连接的单元,通过对模型施加外部载荷,直观地显示膝关节内部的应力分布。②研究者通过有限元分析深入研究膝关节在不同工况下的内部应力和应变分布,可发现膝关节内部载荷分配平衡改变时,关节软骨的过度载荷及部分区域的负荷下降,这种长期异常应力会引起软骨变形和磨损,最终缺失,对于理解生物力学因素如何引起膝关节退行性变至关重要。③有研究通过有限元分析评估膝骨关节炎患者采用太极拳、步态调整等物理治疗方法的效果,结果显示这些治疗方法减少了软骨的过度负荷,为临床治疗提供了科学理论依据。④临床医生通过有限元分析在手术前进行三维重建、数据测量和模拟手术,能够优化手术治疗策略;此外,还可以通过模拟不同假体的力学特征,改进假体的形状、材料和固定方式,减少患者的并发症,提高患者的治疗效果。⑤人工智能与有限元分析相结合使得有限元模型的构建更为精确和易于操作,极大提高了临床医生医疗实践的效率和患者的治疗效果。⑥有限元分析仅是数字化的模拟,与真实物理状态仍存在一定差异。

关键词：膝关节关节软骨半月板生物力学有限元分析有限元模型膝骨关节炎关节置换人工智能综述

儿童颈椎神经弓中心软骨联合形态发育的数字解剖学特征

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中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3138-3146页

作者：伊钰营孙瑞芬尹兆正李磊张凤珍李梓瑜李琨任小燕王星张少杰内蒙古医科大学研究生院内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学第二附属医院影像中心内蒙古自治区呼和浩特市010000 内蒙古医科大学基础医学院人体解剖教研室内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学数字医学中心内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学附属医院内分泌科内蒙古自治区呼和浩特市010050

背景:随着国内外学者对儿童颈椎相关疾病重视程度的提升,探知不同年龄儿童颈椎形态发育解剖学指标及变化规律的需求不断提高。目的:通过测量1-6岁儿童C_(2)-C_(7)神经弓中心软骨联合解剖学位置指标,探讨及分析儿童不同年龄和椎序间形态... 详细信息

背景:随着国内外学者对儿童颈椎相关疾病重视程度的提升,探知不同年龄儿童颈椎形态发育解剖学指标及变化规律的需求不断提高。目的:通过测量1-6岁儿童C_(2)-C_(7)神经弓中心软骨联合解剖学位置指标,探讨及分析儿童不同年龄和椎序间形态发育的变化规律。方法:回顾性收集了省级三甲医院1-6岁儿童正常颈椎CT影像资料160例,按照1周岁为一个年龄组分6组,将连续扫描的颈椎断层影像原始数据导入Mimics 16.0软件中,在二维图像窗口下,选择Measurements测量工具分别在冠状面及横断面上对颈椎C_(2)-C_(7)节段神经弓中心软骨联合的解剖学位置指标进行测量和分析。结果与结论:①C_(2)-C_(7)神经弓中心软骨联合两侧间距离、神经弓中心软骨联合左右侧与横突的距离均随着年龄增长逐渐增大,各颈椎节段椎骨整体发育较神经弓中心软骨联合骨化速度快;②C_(2)-C_(7)神经弓中心软骨联合两侧横断面夹角随年龄增长逐渐增大、神经弓中心软骨联合左右侧与椎体前后缘的夹角均逐渐减小,颈椎节段神经弓中心软骨联合两侧趋于向椎弓部位生长,主要促进椎弓的生长发育;③除C_(7)以外,其他椎段随着颈椎下行神经弓中心软骨联合两侧冠状面夹角变化较小,颈椎的神经弓中心软骨联合更偏向于纵向生长与骨化;④C_(7)的神经弓中心软骨联合位置变化与其余颈椎节段有明显差异;⑤儿童C_(2)-C_(7)神经弓中心软骨联合位置解剖学指标在不同年龄段和不同椎体之间有明显发育规律,且这些规律有助于儿童颈椎疾病的临床诊断与治疗。

关键词：儿童颈椎颈椎疾病神经弓中心软骨联合形态发育

小肠黏膜下层脱细胞基质复合外泌体构建组织工程尿道

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中国组织工程研究 2025年第23期29卷 4907-4914页

作者：王丹朱小军李志成李娜内蒙古医科大学附属医院泌尿外科内蒙古自治区呼和浩特市010050

背景:小肠黏膜下层脱细胞基质已被临床与基础研究证实可用于尿道的修复重建,但其单独应用时存在宿主细胞生长缓慢、支架血管化不足而成活困难、重建尿道狭窄梗阻等问题,仅适用于较短的尿道狭窄。目的:探讨应用小肠黏膜下层脱细胞基质复... 详细信息

背景:小肠黏膜下层脱细胞基质已被临床与基础研究证实可用于尿道的修复重建,但其单独应用时存在宿主细胞生长缓慢、支架血管化不足而成活困难、重建尿道狭窄梗阻等问题,仅适用于较短的尿道狭窄。目的:探讨应用小肠黏膜下层脱细胞基质复合外泌体构建组织工程尿道的可行性。方法:从新西兰大白兔骨髓间充质干细胞中分离提取外泌体;制备猪小肠黏膜下层脱细胞基质,将外泌体负载于小肠黏膜下层脱细胞基质上。将小肠黏膜下层脱细胞基质-外泌体(PKH26染料标记)复合物与脐静脉内皮细胞共培养12 h,观察细胞摄取外泌体情况。选取生长状态良好的脐静脉内皮细胞,分3组培养:空白组常规培养,对照组加入小肠黏膜下层脱细胞基质,实验组加入小肠黏膜下层脱细胞基质-外泌体复合物,通过划痕实验、成管实验、血管生成因子分泌检测评估血管生成情况。取30只新西兰大白兔,建立长段(3 cm)尿道缺损模型,采用随机数字表法分3组干预(n=10):单独材料组植入小肠黏膜下层脱细胞基质,对照组植入小肠黏膜下层脱细胞基质-骨髓间充质干细胞复合物,实验组植入小肠黏膜下层脱细胞基质-外泌体复合物,植入后12周进行尿道造影、尿动力学检查及重建尿道切片病理观察。结果与结论:(1)荧光显微镜下可见小肠黏膜下层脱细胞基质中的外泌体可被脐静脉内皮细胞摄取。(2)与空白组、对照组相比,实验组材料可促进脐静脉内皮细胞的迁移、成血管能力以及成血管因子血管内皮生长因子、肝细胞生长因子、白细胞介素8的分泌(P <0.05)。(3)尿道造影结果显示,单独材料组10只兔均出现尿道狭窄,对照组10只兔中2只出现尿道狭窄,实验组10只兔均未出现尿道狭窄。尿动力检查结果显示,单独材料组兔材料植入后12周的最大尿道压高于术前(P <0.05),对照组、实验组兔植入后12周的最大尿道压均低于空白组(P <0.05)。苏木精-伊红、Masson与免疫组化染色显示,单独材料组可见明显的再生上皮层、少量的皮下平滑肌与血管,以纤维组织增生为主,伴有明显炎性细胞浸润;对照组可见较完整的再生上皮与少量胶原,可见大量的皮下血管与平滑肌,伴有炎性细胞浸润;实验组可见完整的再生上皮层与大量的皮下血管、平滑肌,未见明显炎性细胞浸润,实验组AE1/AE3、ɑ-平滑肌肌动蛋白、CD31阳性表达均高于单独材料组、对照组(P <0.05)。(4)结果表明,小肠黏膜下层脱细胞基质-外泌体组织工程尿道可通过促进血管生成来修复尿道缺损。

关键词：尿道损伤尿道狭窄小肠黏膜下层脱细胞基质细胞外基质外泌体组织工程尿道

儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统研发与应用

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1834-1840页

作者：奥晓静李琨刘宇航杨潇暄王星李志军任小燕张少杰内蒙古医科大学中医学院内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学基础医学院解剖学教研室内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学研究生院内蒙古自治区呼和浩特市010000 内蒙古触点数字科技有限公司内蒙古自治区呼和浩特市010020 内蒙古医科大学数字医学中心内蒙古自治区呼和浩特市010059 内蒙古医科大学附属医院内分泌科内蒙古自治区呼和浩特市010059

背景:目前已有成人腧穴三维数字化、可视化系统的相关研究,但基于真实儿童数字化断层解剖数据集对儿童腧穴可视化相关的研究报道并不多见。目的:设计研发儿童颈项部腧穴数字三维可视化系统,为针灸学、经络腧穴学教学、针灸临床、针刺施... 详细信息

背景:目前已有成人腧穴三维数字化、可视化系统的相关研究,但基于真实儿童数字化断层解剖数据集对儿童腧穴可视化相关的研究报道并不多见。目的:设计研发儿童颈项部腧穴数字三维可视化系统,为针灸学、经络腧穴学教学、针灸临床、针刺施术手法练习及针刺安全性研究提供依据,并为研发儿童腧穴仿真系统提供基础。方法:基于真实学龄前男童断层解剖数据集,运用PhotoShop 2021与Digihuman Reconstruction System软件完成儿童颈项部三维数字化虚拟解剖模型及内部多器官三维重建;通过Unity数据库语言编制风府、风池等11个腧穴的数据库;在Unity3D软件中整合儿童颈项部解剖立体模型、腧穴数据库及编写针刺操作代码,成功创建集仿真腧穴定位、三维腧穴解剖、针刺训练、临床教学及针刺安全性研究等多功能于一体的儿童颈项部腧穴三维数字可视化系统。结果与结论:①该研究基于真实儿童标本,采用手动逐层分割断面图像法以最大程度确保3D模型精度。使用3D软件Digihuman Reconstruction System提取和保存独立分割数据,与PhotoShop 2021软件共同完成儿童颈项部外层皮肤与其内部骨性结构、颈部脊髓、血管和神经、肌肉及韧带等数十个三维重建解剖结构模型。于MeshLab软件中完成各独立结构基本形态和整体轮廓完整性核验工作,并利用3-maticresearch13.0软件进行最终精细化调校及解剖位置确认,成功模拟还原学龄前儿童颈项部真实解剖形态。②依据并参考中华人民共和国国家标准收集整理儿童颈项部常用腧穴的名称、所属经脉、定位、局部解剖、进针层次、针刺方法、针刺意外与预防、腧穴主治、二维解剖断层图像等8个方面内容形成腧穴数据库。③运用Unity3D软件将儿童颈项部三维模型、针刺模拟操作和腧穴数据库三者整合,成功构建三维数字儿童颈项部腧穴可视化系统。该系统可显示儿童颈项部腧穴的信息、二维三维解剖结构,并实现了儿童颈项部腧穴的二维、三维针刺模拟功能及针刺安全性研究功能。基于真实儿童标本超薄断层解剖数据集,构建了首个儿童颈项部腧穴三维数字化、可视化系统,较既往腧穴系统更贴合亚洲儿童的解剖形态学发育特点,在针刺安全性研究、临床教学及针刺模拟训练等领域具有极高的应用价值。

关键词：腧穴三维可视化断层解剖仿真系统儿童

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自体黄韧带干预下兔硬膜外纤维瘢痕的形成

中国组织工程研究 2025年第6期29卷 1168-1175页

作者：张德宝王鹏李琨张少杰李志军李树文吴一民内蒙古医科大学第二附属医院脊柱外科中心内蒙古自治区呼和浩特市010000 内蒙古医科大学解剖学教研室内蒙古自治区呼和浩特市010000

背景:临床已证实,腰椎术后纤维瘢痕与硬膜或神经根粘连是造成术后疼痛及麻木等症状的重要因素。目的:验证自体黄韧带抑制腰椎术后硬膜外纤维瘢痕形成及探究可能的分子生物学机制。方法:选择6-8月龄的日本大白兔48只,利用随机数字表将兔... 详细信息

背景:临床已证实,腰椎术后纤维瘢痕与硬膜或神经根粘连是造成术后疼痛及麻木等症状的重要因素。目的:验证自体黄韧带抑制腰椎术后硬膜外纤维瘢痕形成及探究可能的分子生物学机制。方法:选择6-8月龄的日本大白兔48只,利用随机数字表将兔分为3组:黄韧带保留组、黄韧带不保留组、自体脂肪回置组(脂肪组)。3组兔均建立腰椎椎板切除术模型,于造模后3,6周收集兔硬膜外组织,采用苏木精-伊红染色观察组织变化及成纤维细胞数量密度,VG染色观察胶原纤维面积百分比,免疫组化观察转化生长因子β1、Smad3蛋白的表达。结果与结论:①苏木精-伊红染色结果:黄韧带保留组成纤维细胞较少且排列疏松,黄韧带不保留组和脂肪组成纤维细胞数量较多且排列紧密,术后3,6周黄韧带保留组成纤维细胞数量密度小于黄韧带不保留组和脂肪组(P<0.05),而黄韧带不保留组和脂肪组之间比较并未有明显差异;②VG染色结果:黄韧带保留组胶原纤维稀疏且分布不均,而黄韧带不保留组与脂肪组可见大量红色胶原纤维聚集;术后3,6周黄韧带保留组胶原纤维面积百分比小于黄韧带不保留组和脂肪组(P<0.05),而黄韧带不保留组与脂肪组之间无明显差异;③免疫组化结果:黄韧带保留组蛋白阳性着色程度明显弱于其余两组;术后3,6周黄韧带保留组转化生长因子β1、Smad3吸光度值显著低于其余两组(P<0.05),而黄韧带不保留组和脂肪组之间无显著差异;④结果说明,腰椎手术后均会存在不同程度的硬膜外纤维瘢痕的形成。若在术中保留自体黄韧带,可有利于减少硬膜外成纤维细胞数量以及胶原纤维的形成,从而减轻纤维瘢痕组织与硬膜囊、神经根的粘连,其机制不仅为单纯的机械阻隔作用,同时也可通过干预转化生长因子β1/Smad3信号通路来减少硬膜外纤维瘢痕的形成。

关键词：腰椎黄韧带纤维瘢痕 TGF-β1/Smad3 信号通路成纤维细胞兔

MicroRNA-214调控骨关节炎软骨和软骨下骨代谢的机制

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中国组织工程研究 2025年第12期29卷 2466-2474页

作者：天生王玺王永成刘亚宁阳鸿全内蒙古科技大学包头医学院研究生院内蒙古自治区包头市014000 广安市广安区人民医院四川省广安市638000 内蒙古医科大学内蒙古自治区呼和浩特市010000 内蒙古自治区人民医院骨科中心内蒙古自治区呼和浩特010000

背景:microRNA-214(miR-214)在骨质疏松中的作用国内外已有相关报道,而miR-214与骨关节炎关节软骨及软骨下骨退变之间的相互关系尚不清楚。目的:探讨miR-214与小鼠膝骨关节炎软骨及软骨下骨退变之间存在的关系。方法:取30只C57BL/6J小... 详细信息

背景:microRNA-214(miR-214)在骨质疏松中的作用国内外已有相关报道,而miR-214与骨关节炎关节软骨及软骨下骨退变之间的相互关系尚不清楚。目的:探讨miR-214与小鼠膝骨关节炎软骨及软骨下骨退变之间存在的关系。方法:取30只C57BL/6J小鼠随机分组:①实验一:分为假手术组和内侧半月板失稳组(n=3),分别进行苏木精-伊红染色和荧光定量PCR检测miR-214基因的表达变化;②实验二:分为假手术组、内侧半月板失稳组、内侧半月板失稳+空载腺病毒组(空载组)、内侧半月板失稳+miR-214拮抗剂过表达腺病毒组(拮抗剂组)(n=6),术后4周各组分别取软骨组织,进行苏木精-伊红、番红O固绿、甲苯胺蓝染色分析;荧光定量PCR、Western blot检测关节软骨中相关因子的表达情况。结果与结论:①实验一中,苏木精-伊红染色结果显示,与假手术组相比,内侧半月板失稳组可见软骨退变;荧光定量PCR检测结果显示,所有样本均有miR-214表达,而内侧半月板失稳组软骨样本中miR-214的表达水平明显高于假手术组(P<0.05);②实验二中,苏木精-伊红染色、番红O固绿染色、甲苯胺蓝染色结果显示,拮抗剂组软骨退变程度低于内侧半月板失稳组;腺病毒验证PCR检测结果显示,空载组软骨中miR-214表达水平高于拮抗剂组(P<0.05);③实验二中,X射线片显示,内侧半月板失稳组和空载组呈典型骨关节炎影像学变化,拮抗剂组关节退行性病变程度相对较轻;Mirco-CT检测结果显示,拮抗剂组在注入miR-214拮抗剂后,骨小梁结构模型指数变小,各项数据整体好于内侧半月板失稳组及空载组;④实验二Western blot检测结果显示,内侧半月板失稳组、空载组软骨标本中软骨相关因子Ⅱ型胶原α1、性别决定区Y框转录因子9、Runt相关转录因子2、骨桥蛋白的相对表达水平低于假手术组及拮抗剂组(P<0.05);而金属基质蛋白酶13的相对表达水平在内侧半月板失稳组、空载组高于假手术组及拮抗剂组(P<0.05);⑤实验二荧光定量PCR检测结果显示,与假手术组比较,肿瘤坏死因子α和白细胞介素6 mRNA的相对表达量在内侧半月板失稳组、空载组中表达相对较高,拮抗剂组中表达相对较低(P<0.05);内侧半月板失稳组、空载组高于拮抗剂组(P<0.05);⑥结果表明,骨关节炎小鼠模型的关节软骨中miR-214表达水平明显升高,提示miR-214表达水平的升高与骨关节炎有密切联系;而在骨关节炎小鼠模型膝关节腔内注入miR-214拮抗剂,可以延缓关节软骨退化、促进软骨下骨重塑,改善骨关节炎进展。

关键词： microRNA-214 骨关节炎关节软骨肿瘤坏死因子α 白细胞介素6 软骨下骨

不同干细胞来源外泌体及其携非编码RNA诊疗骨性关节炎

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中国组织工程研究 2025年第19期29卷 4122-4131页

作者：王喆齐岩松徐永胜内蒙古自治区人民医院骨科中心(运动医学中心) 内蒙古自治区呼和浩特市010017

背景:外泌体可在骨性关节炎患者滑液和血浆中检测出来,其水平随着骨性关节炎的进展而不断变化,并且可以对骨性关节炎的局部炎症、软骨钙化和关节退化起缓解作用。目的:旨在全面了解不同干细胞来源外泌体在骨性关节炎诊疗中的作用和机制... 详细信息

背景:外泌体可在骨性关节炎患者滑液和血浆中检测出来,其水平随着骨性关节炎的进展而不断变化,并且可以对骨性关节炎的局部炎症、软骨钙化和关节退化起缓解作用。目的:旨在全面了解不同干细胞来源外泌体在骨性关节炎诊疗中的作用和机制,并提出了外泌体治疗骨性关节炎的前景和挑战。方法:检索PubMed及中国知网数据库,英文检索词为“exosomes,osteoarthritis,mesenchymal stem cells,stem cells”,中文检索词为“外泌体,骨性关节炎,间充质干细胞,干细胞”,对2003年10月至2023年10月发表的文献进行检索,最终纳入99篇文献进行综述。结果与结论:外泌体的出现给骨性关节炎的诊断和治疗带来了希望。外泌体内含RNA、蛋白质及脂类的差异能够作为骨性关节炎的生物标志物用于诊断。同时,来自不同干细胞的外泌体均能够有效保护软骨细胞、缓解炎症、维持软骨基质代谢以及调节血管生成和软骨下骨重塑,表现出治疗骨性关节炎的优秀潜力。工程化外泌体则突破传统局限,通过调节特定非编码RNA表达增强治疗特异性与效率,为骨性关节炎的治疗提供新策略。

关键词：外泌体骨性关节炎间充质干细胞干细胞软骨修复软骨再生软骨细胞 RNA 工程化外泌体

青少年颈椎间盘突出症有限元模型建立及应力分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 448-454页

作者：赵宇昕亮亮金凤许阳阳康志杰方源和雨洁王星王海燕李筱贺内蒙古医科大学基础医学院人体解剖教研室内蒙古自治区呼和浩特市010010 内蒙古医科大学第一临床医学院内蒙古自治区呼和浩特市010010 内蒙古医科大学附属医院影像科内蒙古自治区呼和浩特市010010 长治市人民医院康复医学科山西省长治市046000

背景:颈椎间盘突出症可引起肩颈部疼痛、上肢放射性疼痛,发病率逐年上升并趋于年轻化,充分了解青少年颈椎生物力学特点,对于延缓青少年颈椎间盘突出症具有重要意义。目的:利用有限元分析技术重建正常青少年及青少年颈椎间盘突出症患者... 详细信息

背景:颈椎间盘突出症可引起肩颈部疼痛、上肢放射性疼痛,发病率逐年上升并趋于年轻化,充分了解青少年颈椎生物力学特点,对于延缓青少年颈椎间盘突出症具有重要意义。目的:利用有限元分析技术重建正常青少年及青少年颈椎间盘突出症患者的颈椎模型,分析C_(1)-T_(1)颈椎椎体活动度和纤维环、髓核、终板及小关节软骨的生物力学特征。方法:选择正常青少年和青少年颈椎间盘突出症患者各1例,将连续扫描的颈椎CT原始影像数据以DICOM格式导入Mimics 21.0,分别重建C_(1)-T_(1);随后将建立好的模型导入3-Matic软件进行椎间盘重建,将完善的模型导入Hypermesh软件,对椎体、髓核、纤维环、韧带进行网格划分,生成有效的几何模型,赋予材料属性后将最终模型导入ABAQUS软件中。观察C_(1)-C_(7)各节段颈椎椎体在不同工况下的关节活动度,并分析各节段颈椎纤维环、髓核、终板及小关节软骨的生物力学特征。结果与结论:(1)正常青少年与颈椎间盘突出症青少年患者颈椎模型C1在6种工况下的关节活动度均高于其他椎体,且正常青少年各节段颈椎椎体活动度均大于颈椎间盘突出症青少年患者;(2)正常青少年颈椎模型纤维环及髓核应力最大值在C_(2-3)左侧屈工况(0.43 MPa,0.17 MPa),颈椎间盘突出症青少年患者颈椎模型应力最大值在C_(7)-T_(1)左侧屈工况(0.54 MPa,0.18 MPa);(3)正常青少年颈椎模型终板应力最大值在C_(3)上终板左侧屈工况(1.46 MPa),颈椎间盘突出症青少年患者模型终板应力最大值在C7下终板左侧屈工况(1.32 MPa);(4)正常青少年颈椎小关节软骨应力最大值在C_(2-3)左旋转工况(0.98 MPa),颈椎间盘突出青少年患者的小关节软骨在不同工况下以C_(1-2)应力增加最明显,应力最大在左侧屈(3.50 MPa);(5)提示与正常青少年相比,颈椎间盘突出症青少年患者颈椎曲度改变,颈椎整体关节活动度下降;颈椎间盘突出症青少年患者纤维环、髓核及终板在C_(7)-T_(1)节段应力明显增大;C_(1-2)左侧小关节软骨应力明显,颈椎曲度异常可能是引起应力改变的主要因素。

关键词：青少年颈椎间盘突出症颈椎应力有限元分析生物力学

13-18岁青少年颈椎关节突关节发育特征的数字化三维形态分析

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中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4486-4491页

作者：李贵花和雨洁史君李琨张少杰刘路李志军王星内蒙古自治区监狱管理局第一医院内蒙古自治区呼和浩特市010000 内蒙古医科大学基础医学院解剖学教研室内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学基础医学院生理学教研室内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学基础医学院数字医学中心内蒙古自治区呼和浩特市010110

背景:颈椎关节突关节作为颈椎后柱的重要解剖结构,在颈部活动、应力传导以及维持颈椎稳定性中发挥重要的作用。近年来通过解剖学和生物力学研究表明,颈椎关节突关节不对称可引起关节突关节的退变,颈椎关节突关节的退变可能是引起青年人... 详细信息

背景:颈椎关节突关节作为颈椎后柱的重要解剖结构,在颈部活动、应力传导以及维持颈椎稳定性中发挥重要的作用。近年来通过解剖学和生物力学研究表明,颈椎关节突关节不对称可引起关节突关节的退变,颈椎关节突关节的退变可能是引起青年人颈椎退变的主要原因。现有研究多集中在成人,国内对于学龄前儿童、学龄期儿童也有报道,而对于青少年颈椎小关节形态相关参数鲜有报道。目的:通过三维重建青少年颈椎关节突关节,测量其相关形态参数,并与儿童和成年人进行比较分析,探讨颈椎小关节形态发育的增龄变化规律,为临床颈椎小关节源性颈椎病的诊治和预防提供理论依据。方法:选择13-18岁青少年62例,行颈椎螺旋CT扫描后三维重建,要求无骨质破坏、肿瘤、畸形、骨折等,椎骨形态结构未发生改变,既往无脊柱相关手术,监护人对试验方案知情同意。按年龄分组,A组年龄为13-14岁,B组年龄为15-16岁,C组年龄为17-18岁。对各组青少年进行C_2-C_7关节突关节相关形态测量及统计分析。结果与结论:(1)3组关节突关节面高和关节面宽在随椎序的变化中,分别呈递减和递增趋势,下关节突关节面的高和宽均大于上关节面的相应指标;(2)关节突关节内高在3组年龄中,最小值均位于C5,且与年龄呈正相关变化;(3)关节突关节面间隙在3组中,A组C_(4-5)、B组C_(3-4)和C组C_(4-5)明显大于各组其余间隙;A、B组除C_(4-5)外,其余无显著性差异;C组除C_(2-3)其余椎序间关节面间隙均明显大于A、B组;(4)提示颈椎关节突关节面的形态随椎序的增加,逐渐由圆形过渡到椭圆形;在组间比较中,关节面高较关节面宽受年龄影响明显;各节段下关节面的面积均大于上关节面的面积,仅在C_(4-5)和C_(5-6)形态和面积有显著性差异;加之关节突关节内高最小值均位于C5,关节突关节面间隙明显增宽处也主要位于C_(3-4)和C(_4-5),因此颈椎失稳多发生于中位节段。

关键词：青少年颈椎关节突关节数字化形态三维重建