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以人类尸体前臂标本开始,模拟由跌倒引起的腕部骨折。
去除前臂上部的软组织,以暴露桡骨和尺骨。
在固定位置切断前臂骨。
将前臂置于旋前位,使桡骨位于尺骨上方,以模拟跌倒时手腕的方位。
在暴露的骨骼周围倒入自固化树脂,并使其固化以固定样本。
将样本固定在压缩试验机中。
将手掌平放在加载板上,并施加可控的力以确保完全接触。
接下来,在记录执行器位移和与样品接触产生的作用力的同时,施加更大的向下作用力。
在力-位移曲线上,初始的线性区域代表腕关节在弹性区域的刚度,随后是塑性变形开始的屈服点,最终达到代表最大承载能力的峰值力。
骨折后,曲线急剧下降,表明对载荷的抵抗能力丧失。
通过计算力-位移曲线下方的面积,来量化与每个力-位移值相关的功。
首先,从解剖学遗体捐赠登记处获取在肘部离断的新鲜冷冻前臂标本。将标本置于吸水垫上,在室温下解冻 18 至 20 小时。
解冻后,从标本上移除所有包装和吸水垫。将标本置于吸水垫上以进行解剖。
接着,使用直尺和标记笔,测量并标记从尺骨茎突近端向上3英寸的位置。使用手术刀、手术剪和鼠齿钳,清除标记位置近端的所有软组织,以暴露桡骨和尺骨。
在暴露的桡骨和尺骨上,从尺骨茎突近端六英寸处测量并标记位置。然后,解剖并去除该位置近端的桡骨和尺骨节段。将暴露的桡骨和尺骨近端放入台钳中并夹紧。使用摆动锯或手锯,在六英寸标记处切断暴露的骨骼。
用于标本安装时,首先用铝箔和实验室胶带将一段3英寸×3英寸×3英寸的方形铝型材底端密封。将标本紧贴手腕安装夹具,并使用快夹将其固定。
将桡骨和尺骨摆放成相互交叉的状态,模拟手部旋前的位置。将标本居中放置,使桡骨和尺骨的近端距离挤出端底部约0.25英寸。
现在,按照制造商的说明混合自固化丙烯酸树脂。将挤出模具填充至距离顶部 0.25 到 0.50 英寸处。
丙烯酸材料固化15分钟后,进行生物力学测试。进行生物力学测试时,将双轴载物台放置在材料试验机的载物台上。用四颗M10螺钉固定底部,用四颗M8螺钉固定顶部。使用三颗M8螺钉将挤出夹具连接到双轴载物台的顶部。
然后,使用六颗 M10 螺丝将 10 千牛顿的负荷传感器固定到作动器上。使用六颗 M8 螺丝将一块 3 英寸×3 英寸的加载压板固定到负荷传感器上。现在,将负荷和扭矩传感器插入材料试验机框架中,并打开机器。
启动材料试验机软件,对载荷传感器进行必要的系统校准,并设置系统限值。将执行器升至最高位置,以充分利用其运动范围。
将安装好的试样方形挤出部分放入材料试验机台上的挤出夹具中,然后拧紧两个 M4 固定螺钉以固定试样。
移动双轴载物台,使样本从左到右与致动器对齐。前后调整样本位置,使加载压头覆盖手掌的整个宽度。
现在,降低材料试验机的框架,使加载压头接近试样的掌部。在软件中监测测得的载荷,确保试样未受到任何作用力。
在诱导骨折前,检查测试装置,确保接骨板上的所有螺钉均已完全拧紧。使用绝对斜坡函数以0.33毫米/秒的加载速率对试样进行预加载,直至达到2牛的力值。
接下来,使用绝对斜坡函数以每秒0.33毫米的速度对试样进行预加载,直至达到50牛顿的力。然后以相同速度远离试样,直至力降至10牛顿。当系统提示时,检查试样后再继续或取消测试。
确保标本手腕保持伸展状态,且加载压头与之接触。在弹出提示窗口中点击“继续”。
然后使用绝对斜坡函数以每秒3.3毫米的速率加载试样,直至试样失效,斜坡结束时的载荷值为5000牛顿,并根据载荷传感器的量程进行调整。
骨折诱导后,升起材料试验机框架并松开固定螺钉。从铝制挤出件上取下试样和已固化的自凝丙烯酸树脂。
采集腕部X线片以确认骨折造模成功。在进一步测试或处理前,分析力-位移曲线以评估刚度、屈服点、最大力、骨折力、达到最大力所做的功以及达到骨折力所做的功。