运用生物力学浅析胫骨应力性骨折与暴力性骨折
兔胫骨应力性骨折过程中的生物力学研究
后 的第 ７ １、１２ 、５天分 别 处 死 动 物 。光 镜 下 观察 胫 骨病 理 变 化 ； 物 力 学 机 上 行 胫 骨 三 点 弯 曲生 物 、４２ 、８３ 生
力 学 测试 ， 记 载 荷一 描 变形 曲线 ， 根 据该 曲线 及 相 应 参 数分 析胫 骨 生 物 力 学性 能 。结 果 并
Ｒｅ ｅ ｍ ｆ ｂ ０ｎ ｃ ａ ｉｓ ｏ ａ ｂ ｔ Ｓ ｔｂ ａ ｄ ｒ ｎ ｔｅ ｓ ｆ ｃ ｕ ｅ ｓ￡ ｏ ｉ ｌ ｅ ｈ ｎ ｃ ｆ ｒ ｂ ｉ ’ ｉ ｉ ｕ ｉ ｇ ｓｒ ｓ ｒ ｔ ｒ ａ Ｌｊ Ｔ ｏ，Ｓ Ｕ ａ ＨＡｏ Ｚ ｎ ｅｇ 。Ｌｊ
刘涛 邵增务 李健
【 要】 目的 摘 方法
王忠仁
逢健飞
探 讨 兔应 力 性 骨 折 发 生 过 程 中胫 骨 生 物 力学 指 标 的变 化 与 应力 性 骨 折 发 生 的关 系 。
将 ３ 只 雄性 大耳 白兔 随 机 分 为 ６组 ， 行 跑 跳训 练 ， 据 制 定 的分 组 训 练 时 间 ， 训 练 任 务 完 成 ６ 进 根 于 实 验 组 动 物 训
ｇ ｓｏ ｉｉｓ ｗｅ ｅｏ ｓ ｒ ｅ ｙ ｔ ｅ ｏ ｔ ｓ ｍｉｒ ｓ ｏ ｅ Ｔ ｈ ｅ ｏｎ ｅ ｄｎ ｉｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｅ ｔ ｗａ ａ ｅ ｏ ｈ ｉｍ ｅｈ ｎ ｃ — ｅ ｆｔｂａ ｒ ｂ ｅｖ ｄ ｂ ｈ ｐ ｉ ｃ ｏ ｃ ｐ ． ｃ ｒ ｅ ｐ ｉ ｔｂ ｎ ｉ ｂｏ ｃ ａ ｉｓ ｔ ｓ ｇ ｓ ｍ ｄ ｎ ｔ ｅ ｂｏ ｅ ａ ｉｓ ｍｓ
Ｄｅ ａ ｔ ｅ ｔ ｆ Ｏｒｈ ｐ ｅ ｉｓ ｐ ｒｍ ｎ ｔｏ ａ ｄｃ ，Ｕｎｏ ｓ ｉ ｌ ｏ ｉｎ Ｈｏｐｔ ，而” Ｊ ｄ ｃｌ ａ ｇ ｉＭｅ ｉａ
胫腓骨应力性骨膜炎与骨折
合理安排运动量
避免短时间内进行大量剧烈运动，合 理安排运动量和休息时间，防止过度 疲劳。
选择合适的运动场地和装备
选择平坦、柔软的运动场地，并穿着 舒适、合脚的运动鞋，以减轻对下肢 的冲击。
注意营养和休息
保证充足的营养摄入和充足的休息， 有助于增强骨骼和肌肉的抵抗力。
定期进行体检，特别是检查骨骼健康状况 ，及时发现并治疗潜在的骨骼疾病，提高 骨骼的抗压能力和预防骨折。
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胫腓骨骨折的病因和病理
病因
胫腓骨骨折通常是由于直接或间接暴力引起的。直接暴力如车祸、撞击等可能导 致骨折线呈横行或粉碎性；间接暴力如高处坠落、扭伤等可能导致骨折线呈螺旋 形或斜行。
病理
胫腓骨骨折的病理变化主要包括骨折端出血、炎症反应和骨痂形成。骨折端出血 和炎症反应可能导致局部肿胀和疼痛；骨痂形成则是骨折愈合过程中的重要环节 ，通过骨痂连接骨折端，逐渐恢复骨骼的完整性和功能。
2024-01-11
胫腓骨应力性骨膜炎与骨折
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contents
目录
• 介绍 • 病因和病理 • 症状和诊断 • 治疗 • 预防
01
介绍
胫腓骨应力性骨膜炎与骨折的定义
胫腓骨应力性骨膜炎
由于长期、反复的应力作用，胫腓骨骨干皮质骨出现微细骨折，并伴随骨膜水 肿、炎症改变的腓骨应力性骨膜炎的病因和病理
病因
胫腓骨应力性骨膜炎是由于长期、反复的应力作用于胫腓骨 ，导致骨膜炎症和疼痛。常见于需要长时间站立、行走或跑 步的人群，如军人、运动员等。
病理
胫腓骨应力性骨膜炎的病理变化主要包括骨膜血管扩张、充 血、水肿，以及骨膜下出血和炎症细胞浸润。这些变化导致 骨膜增厚和疼痛，严重时可引起骨质增生和骨硬化。
运用生物力学浅析胫骨应力性骨折与暴力性骨折机理
运用生物力学浅析胫骨应力性骨折与暴力性骨折机理作者：张学军来源：《学周刊·下旬刊》2015年第05期摘要：胫骨骨折是常见现象，多发生在儿童和青壮年身上，多为直接暴力所致，应用材料力学的观点，结合胫骨的结构特点和承受负荷的应力，对胫骨骨折予以力学分析。
表明“压缩弯曲负荷”和剪力“突变”是导致胫骨应力性骨折和暴力性骨折的主要原因，为预防胫骨骨折提供了理论依据。
关键词：暴力性骨折应力性骨折材料力学预防措施运动性骨折在专业运动员训练及比赛中较为常见，是运动员损伤中较为严重的急性骨折，其危害性较大，影响训练和健康。
下肢胫骨骨折是体育教学、训练和比赛中较为常见的一种运动损伤，这种损伤较多发生在以跑跳、足球及冰雪运动为主的运动项目。
本文结合有关文献，从生物力学角度对下肢胫骨骨折机理予以初步分析，为预防提供理论依据。
一、骨折形式——应力性骨折与暴力性骨折（一）应力性骨折应力性骨折又称疲劳性骨折，是运动中比较常见的一种运动损伤。
这种损伤的特点是运动训练中的疲劳与过度疲劳未得到恢复而产生的，多见于从事中长跑的运动员，其次为短跑、跳跃、球类等项目的集训阶段，初期无明显的症状和体征，仅感觉到局部轻痛（称为骨膜炎），以后逐渐加重，影响功能，若不及时治疗，可发生骨折移位，出现畸形改变。
（二）暴力性骨折暴力性骨折可分为直接暴力和间接暴力两种。
直接暴力是直接打击碰撞，可造成小腿胫骨的横型、粉碎性或多段骨折，多发于足球中的铲球、蹬踏动作中。
间接暴力常见于生活和运动中，造成螺旋型、长斜性骨折，骨骼的扭转负荷，就属于间接暴力。
二、材料力学基础及骨的力学特性力是人体产生的动力源泉，是构成人体应力性骨折和暴力性骨折的最基本因素。
（一）应力、应变的概念及相关知识应力是指物体在外力作用下，其内部产生一种抵抗这种外力的力，这种力引起材料内部结构的改变，实际上是一种由外力引起的内力，在数值上是单位截面上内力的大小。
当物体要承受压缩负荷时其内部产生的应力为“压应力”；受拉伸负荷为“拉应力”。
胫骨平台骨折生物力学研究进展
・１１０・其数值越大，说明系统固定越牢固。
指定负载（ａｓｓｉｇｎｅｄｌｏａｄｉｎｇ）是研究者通过给予相同的负载，来达到测量相同受力下系统的承载能力。
指定负载的具体数值，一般参考以往经验或实验结果加以确定［１“。
最大失效载荷（ｍａｘｉｍｕｍｌｏａｄｔｏｆａｉｌｕｒｅ），也称作最终失效载荷（ｕｌｔｉｍａｔｅｆａｉｌｕｒｅｌｏａｄ）［７］，是指系统固定失败前所能承受的最大负载。
它反映了系统对负载的最大承受量ｌｉｓ．１６３。
这是测量系统生物力学的一个重要指标。
但对于系统失效的界定，文献报道各有不同，Ｍｕｅｌｌｅｒ等提出为胫骨平台轴向塌陷超过１ｃ耐５｜，而～ｉ等［６］认为在指定负载下，轴向塌陷超过３ｒｎｌＴｌ即被认定为系统失效。
然而，多数学者在研究中以３ｍｍ作为判断系统是否失效的标准。
４临床意义４．１内固定与外固定在胫骨平台骨折的治疗中，外固定和内固定以一种对立而又统一的方式存在，且各有优缺点。
外固定往往作为一种临时固定，对于难以在短期内行内固定手术，又需要早期固定的患者，是最佳选择之一。
Ｚｈｉｍ等［２］经相关研究后认为，虽然内固定在固定强度上要优于外固定，但外固定在骨折固定中能够非常准确地进行微调，更适合需要微小校正、延长或短缩肢体的患者。
～ｉ等【１７］随访研究年纪较大的双髁移位性胫骨平台骨折患者平均３ｌ；个月，认为圆环形外固定支架是治疗这类患者安全、稳定、可信赖的固定方式。
在胫骨近段非关节内骨折中，当骨折片的高度小于６ｃｎｌ时，许多方法如石膏固定、髓内钉固定尚存在一定争议，但外固定是此类骨折的应用指征ｎ８｜。
在非经关节的胫骨近段楔形骨折模型实验中，Ｐｅｉｎｄｌ等［８］选用了多种不同的内固定与外固定进行固定比较（见图１），实验中双钢板结构在轴向移位、内旋等方面明显好于锁定钢板结构和外固定支架，而在后侧旋转稳定性比较中，双钢板结构要明显优于外固定支架，而与锁定钢板组结果相似。
但在考虑软组织的临床骨折应用中，作者指出双钢板与外固定支架往往代表了两种治疗方法的极端，即双钢板对于软组织的影响破坏最大，临床往往无法施行或不被建议使用，而外固定支架则被认为是对软组织“最为友好”的方法，尽管可能存在钉道感染等并发症。
骨骼的生物力学
*
其机制主要是骨单位的斜行破裂。
*
如运动员在单杠失手或跳伞落地技术不正确时所导致的胸腰椎骨折，其原因大多是由高处落下臀部
着地时受瞬间冲力引起。瞬间冲力沿纵向挤压，产生椎体的压缩骨折，椎体在高压缩载荷下发生缩短且
变宽。
* 压缩载荷所致的骨折常见于椎体
* 3.骨受剪切载荷所致的骨折
* 当一对相距很短、方向相反的力的作用于骨时
*
常见原因有：
*
直接暴力、
*
间接暴力、
*
肌拉力、
*
积累劳损及骨骼疾病。
* （一）骨折的生物力学原理
* 1.骨受拉伸载荷所致的骨折
* 其断裂的机理主要为骨组织结合线的分离和骨单位的脱离。
* 临床上，拉伸载荷所致的骨折常见于骨松质，表现形式多为撕裂性骨折。如跟腱附着点附近的跟骨
骨折。
* 2.骨受压缩载荷所致的骨折
产生缓慢变形或蠕变。
* 在加载后的最初数小时（6～8小时），其蠕变现
象最显著，随后蠕变的速率则会降低。
* 一般而言，骨承受压力负荷的能力最大，其次是
拉力、剪切力和扭转力。
* * 骨所受的正常生理负荷是这些力的综合。
*★力和变形之间的关系，反映了完整骨的结构行为。 *在中等量负荷时，负荷骨会出现变形，当负荷去除时， *骨的原有形状和几何学结构便恢复。 *如果骨骼系统遭受严重创伤，超过了其所能承受的负 *荷，则会引起严重变形，并可能发生骨断裂。 *★决定骨断裂抵抗力和变形特征的主要因素是骨所承受力 *的大小、力的方向和力的作用点，及组成骨组织的材 *料特性等。 *骨所承受的力越大，引起骨的变形就越严重，而且易引 * 起骨的断裂。骨在承受轴向力(axialforce)与承受弯曲 * (bending)或扭转力(torsionalforce)方面存在有很大 * 差异。 *★大骨抵抗力的能力优于小骨
运用生物力学浅析胫骨应力性骨折与暴力性骨折机理
７ ３ ４ ０ １ ９ ）
两侧剪力发生 突变 、 是造成暴力性 骨折 的主
要原因。
运动性 骨折在专业运动员训练及 比 赛中 较为常见 ． 是运动员损伤中较 为严重 的急性骨 折． 其危 害性较大 ． 影响训练和健康 。 下肢胫骨 骨折是体育教学 、 训练和比赛 中较为常见的一 种运动损伤 ． 这种损伤较多发生在 以跑跳 、 足 球及冰雪运动为主的运动项 目。 本文结合有关
学 羁 垒 ２ ０ １ ５ 年 曼 第 ５ 期
◆ 学 术 探 讨 ◆
运用生物力学浅祈胫骨应力牲骨折 与暴力牲 骨折机 理
张学 军 （ 甘 肃省 张掖 市甘 州 区甘 浚镇 中心 学校
摘要 ： 胫骨骨折是常见现 象， 多发 生在儿 童和青壮年身上 ． 多为直接 暴力所致 ． 应用材
Ｌ
斜率 表明在集中 ｃ — ｄ区域 内剪力 的梯度 在 外力一定的条件下 ． 梯度 的大小 取决于集中 力作用 区域 的大小 ． 区域大则剪力梯度小 ， 区 域小则 剪力梯 度大 ． 梯度 大则 容易导致骨折。 由此 可见 ． 集 中小 面积负荷 引发骨折的因素 不仅仅由外力的大小来决定 ．还与外力的作 用区域大小有关 四、 胫骨骨折的预防措施 （ 一） 选择场地与改善装备 ， 科学安排训练 控制训练强度 ．以利于应力性骨破 坏和 骨修复的平衡 ．改善装备以吸收震荡而减少
五、 结 论 胫骨发生应力 性骨折 ．一方 面是由于肌
肉的疲劳改变肌力在骨上的分布 ．使骨 自身 的应 力发生改变 ．骨的疲 劳使胫 骨能承受的 最大应力低于其强度极限 ：另一方面是由于 胫骨实际承受的负荷是 “ 压缩弯 曲负荷” ． 而 不是单一的“ 压缩负荷” 集中力 点负荷引发 暴力性骨折是 由于在用力 的作用点两侧剪力 发生“ 突变” 集中小面积负荷引发 骨折是由 于在力的作用 区域剪力的梯度大 参考文献 ： ｆ １ １ 王 小 勇． 治疗股 骨干 骨折 的生物 力学 初探 ． 成都 体育学院学报 ． １ ９ ８ ９ （ ３ ） ． 『 ２ １ 曲绵域． 实用运动 医学． 人 民体 育出版
骨折的生物力学原理
骨折的生物力学原理骨折是指骨骼的完整性受到破坏，通常由于外力作用而导致。
在人体中，骨骼是一个重要的支撑系统，能够承受和分散身体的压力和力量。
因此，了解骨折的生物力学原理对于骨折的治疗和康复至关重要。
骨骼的生物力学特性骨骼是由钙盐和胶原纤维组成的复杂结构。
它具有一定的韧性和强度，能够承受外力的作用。
骨骼的生物力学特性取决于其微观结构和组织排列方式。
骨折的力学原理在应用力的作用下，骨折通常发生在骨骼受力最弱的部位。
骨骼受到外力作用时，会出现压力、拉力和剪力。
这些力的作用会导致骨骼发生形变，当力的大小超过骨骼能承受的极限时，骨骼就会发生骨折。
骨折的类型根据骨折发生的方式和骨骼断裂的形态，骨折可以分为多种类型。
常见的骨折类型包括：完全骨折、不完全骨折、开放性骨折和闭合性骨折。
完全骨折是指骨骼完全断裂成两段，不完全骨折则是指骨骼只有部分断裂。
开放性骨折是指骨骼断裂后露出皮肤，而闭合性骨折则是指骨骼断裂后未露出皮肤。
骨折的治疗原则骨折的治疗旨在恢复骨骼的完整性和功能。
根据骨折的类型和位置，治疗方法可以包括保守治疗和手术治疗。
保守治疗主要包括骨折复位、固定和康复训练，手术治疗则是通过手术操作来恢复骨骼的完整性。
骨折的固定方法骨折的固定是指将骨骼断裂的两段牢固地连接在一起，以促进骨折的愈合。
常用的固定方法包括外固定和内固定。
外固定是通过外部装置将骨骼断裂的两段固定在一起，而内固定则是通过内部装置（如钢板、钢钉等）将骨骼断裂的两段固定在一起。
骨折的愈合过程骨折的愈合是一个复杂的生物力学过程。
在骨折发生后，通过骨骼周围的软组织形成血肉瘢痕，这是骨折愈合的第一阶段。
随后，骨骼周围的软骨组织逐渐转变为硬骨组织，形成初生骨，这是骨折愈合的第二阶段。
最后，初生骨逐渐重塑为成熟的骨组织，完成骨折的愈合。
骨折的康复训练骨折的康复训练是恢复骨骼功能和加速骨折愈合的关键。
康复训练包括功能锻炼、肌肉力量训练和平衡训练等。
通过逐渐增加运动强度和范围，可以促进骨折部位的血液循环和新陈代谢，加速骨折的愈合。
胫骨应力骨折
胫骨应力骨折一概述应力骨折是体育运动和军事训练中常见的损伤，属于过度使用性损伤的一种，亦称疲劳骨折。
与暴力引起的急性骨折不同，应力骨折是反复作用的阈下损伤积累的结果，其特征是骨的破坏和修复同时进行。
胫骨在受到应力性损伤后，可通过其内部结构的改建逐步适应应力的变化，多数情况下并不导致骨折。
因此，临床上也把只出现骨膜下骨增生而无明显骨折线的一类损伤称做应力性骨膜炎。
除骨的应力反应外，应力性骨膜炎也可能与肌肉和骨间膜的牵拉有关，实际上这也是应力性骨折的一种类型。
二病因本病是体育运动和军事训练中的过度使用性损伤所致。
过多应力首先引起小腿肌肉疲劳，使其失去吸收应力的作用，此后应力直接作用于胫骨,产生胫骨骨膜炎以致骨折。
三临床表现患者有长跑、竞走、行军等过度使用性损伤史。
起始症状隐匿，仅在下肢负重时有局部疼痛，以后疼痛逐步加重，休息时也不能完全消失。
可有逐步加重的局部肿胀并压痛。
除个别造成完全性骨折者外，肢体活动往往不受限。
四检查X线片早期无阳性发现，但长期坚持训练者X线片上可显示应力性骨折。
五诊断根据病史、临床表现及X线片可作出诊断。
尤其对有过度使用性损伤史的患者，如小腿局部肿痛、压痛，迁延数天无好转或反而加重者，虽然此时X线片无阳性发现，应高度警惕本病，不应视做软组织损伤而延误治疗。
六治疗应立即停止训练，给予夹板或石膏固定。
完全恢复的时间要视骨折程度而定，不完全骨折需6～8周，完全性骨折则需12周以上。
七预后预后良好。
骨折愈合过程中的生物力学研究
骨折愈合过程中的生物力学研究在医学领域中，骨折是一种常见的损伤。
而深入了解骨折愈合过程中的生物力学机制，对于提高骨折治疗效果、促进患者康复具有至关重要的意义。
骨折愈合是一个复杂而有序的生物学过程，涉及多种细胞和细胞因子的相互作用，同时也受到生物力学因素的显著影响。
从力学的角度来看，骨折部位所承受的应力和应变在愈合过程中起着关键的调控作用。
骨折发生后，骨组织的连续性和完整性遭到破坏，其力学性能也会发生明显变化。
在初始阶段，骨折断端的稳定性较差，容易出现移位。
此时，外部固定装置（如石膏、夹板、支具等）或内固定器械（如钢板、螺钉、髓内钉等）的作用就显得尤为重要。
它们能够提供一定的稳定性，限制骨折断端的过度活动，为愈合创造有利条件。
在骨折愈合的早期，血肿形成并逐渐机化。
这一阶段，骨折部位的力学环境相对不稳定，微小的活动可能会刺激局部的炎症反应，促进细胞增殖和分化。
适当的应力刺激有助于激活成骨细胞的活性，加速骨痂的形成。
然而，如果应力过大，可能会导致骨折断端的再次移位，影响愈合进程。
随着时间的推移，进入骨痂形成期。
此时，骨痂开始在骨折断端处堆积，但其强度和刚度仍相对较低。
在这个阶段，生物力学因素对骨痂的重塑起着重要的引导作用。
不同方向和大小的应力能够促使骨痂按照最优的力学结构进行排列和重塑，以适应肢体的功能需求。
在骨折愈合的后期，骨痂逐渐矿化和成熟，骨折部位的强度和刚度逐渐恢复。
此时，适度的负重和运动能够进一步促进骨组织的重塑和优化，使骨折部位的力学性能最终恢复到正常水平。
生物力学研究在骨折治疗中具有重要的指导意义。
例如，在选择骨折固定方式时，需要考虑固定器械的力学性能和稳定性，以确保能够提供合适的力学环境促进愈合，同时又要避免过度固定导致的应力遮挡效应。
应力遮挡效应是指由于固定器械过于坚强，使得骨折部位承受的应力减少，从而影响骨痂的形成和骨组织的重塑。
另外，康复治疗中的运动和负重方案也需要基于生物力学的原理进行制定。
胫骨骨折定义-概述说明以及解释
胫骨骨折定义-概述说明以及解释1.引言1.1 概述胫骨骨折是一种常见的骨折类型，指的是脚踝以下的下肢骨折。
胫骨骨折可以发生在胫骨的任何部位，包括近端（靠近膝盖）、中部和远端（靠近足踝）。
这种骨折通常是由于外力作用或剧烈的摔倒等外伤导致的，特别是在高强度运动或意外事故中，如交通事故、跌落、运动损伤等。
胫骨骨折的发生率在不同人群中有所差异，年轻人和运动员更容易受伤。
胫骨骨折的患者通常会出现一系列明显的症状和体征，如疼痛、肿胀、红肿、异常移动等。
根据骨折类型和程度的不同，症状的严重程度也会有所不同。
胫骨骨折的治疗方法多样化，根据骨折的位置、类型和严重程度，可以选择保守治疗或手术治疗。
无论采用哪种治疗方法，早期的稳定和适当的康复训练是非常重要的，可以加速骨骼愈合和恢复功能。
尽管胫骨骨折在医学领域已有较深入的研究，但对于其发生机制和治疗方法仍有许多需要探索的问题。
未来的研究可以重点关注胫骨骨折的风险因素、预防措施以及康复训练等方面，以期改善治疗效果和减少并发症的发生。
总之，胫骨骨折是一种常见的骨折类型，对患者的生活和运动功能有着显著的影响。
通过深入了解胫骨骨折的定义、分类、症状、诊断和治疗等方面的知识，可以更好地认识和重视这一疾病，并为患者提供更有效的治疗手段。
1.2文章结构文章结构主要分为引言、胫骨骨折定义、正文和结论四个部分。
引言部分主要介绍文章的背景和目的。
在这一部分中，我们将简要概述胫骨骨折是什么以及对人体的影响。
同时，我们还将介绍文章的结构和内容安排，以帮助读者了解本文的组织结构和逻辑。
接下来是胫骨骨折定义部分。
在这一部分，我们将详细讨论胫骨骨折的概念，并介绍其分类和症状表现。
我们将对胫骨骨折进行详细解释，以便读者对胫骨骨折有一个基本的了解和认识。
正文部分是本文的主体，我们将重点介绍胫骨骨折的常见原因、诊断和治疗方法，以及并发症和预防措施等内容。
我们将结合相关研究和临床实践来探讨这些问题，以提供全面的信息和知识。
难以愈合的胫骨应力性骨折(摘要)
难以愈合的胫骨应力性骨折(摘要)摘要：难以愈合的胫骨应力性骨折是一种令人担心的复杂的非传染性骨病症。
这种疾病的分类及诊断、治疗及预防是一个重要且复杂的问题。
本文将重点讨论其病因，即发生在高强度长时间活动或减少骨量时所致。
将探讨难以愈合的胫骨应力性骨折的诊断和治疗方法，并提供有效的预防措施。
关键词：难以愈合的胫骨应力性骨折、诊断、治疗、预防正文：难以愈合的胫骨应力性骨折是一种复杂的非传染性骨病症，它可以发生在体操、跳跃、拉伸等高强度的活动中，也可以发生在骨量减少的情况下，比如骨质疏松症。
由于它的复杂性，有必要测试其发病原因，以便实施有效的治疗。
病原因是高强度活动或骨量减少引起的应力，它可以导致骨质变薄，使骨头容易断裂。
此外，服用某些药物也会引起此疾病，如类固醇及类固醇替代剂等。
诊断方法包括影像学检查，如X射线检查、CT扫描和核磁共振检查。
根据结果，临床医生可以采用相应的治疗方法，如药物疗法，局部压力控制以及外固定部位的撤除或矫形。
治疗后需注意控制应力并增强骨的组织以促进和提高愈合的速度。
对于愈合不良的患者，可采用手术进行病变组织的切除和重建。
预防措施是避免重复受伤和潜在损伤，这与调整活动、使用个人防护装备有关。
此外，应注意饮食中营养物质的摄入，以维持骨量的正常水平。
对于难以愈合的胫骨应力性骨折，广泛的应用包括有效的预防措施、诊断方法、治疗方法及定期随访。
为了有效地预防此类骨折，应注意避免重复受伤和潜在损伤，通过调整活动强度、使用个人防护装备等预防措施来预防未来的损伤发生。
此外，应注意饮食中营养物质的摄入，以维持骨量的正常水平。
对于诊断，通常包括X射线检查、CT扫描和核磁共振检查，以帮助诊断此种病症。
在治疗上，一般采用药物疗法，如非甾体抗炎药、抗血小板药联合康复治疗；局部压力控制，如局部热敷或贴敷；或者在必要时进行外固定部位的撤除或矫形。
治疗后，还需要控制应力，并增加骨的组织以促进和提高愈合的速度。
浅谈骨折生物力学
1.应力和应变
▪ 应力：骨骼某点内力的强度，单位面积所
▪
受的力
▪ 应变：骨骼受力时，其内部任何一点发生
▪
变形，称为该点的应变。
两种应力：
▪ 正常应力：垂直于所给平面的单位面积的 力（使立方体前面变薄变长）
▪ 剪式应力：平行于所给平面的单位面积的 力（使立方体变为平行六面体）
2.拉力和压力
▪ 骨空心结构：比实心结构承受弯曲及旋转
▪
应力强
▪ 棒的压力和张力和横断面面积成正比.
骨折原因
▪ 创伤 ▪ 骨病 ▪ 积累劳损
▪ 扭转应力 ▪ 导致螺旋骨折 ▪ 受力机制为剪应力 ▪ 旋转轴45度时应力最大。
▪ 轴向压力 ▪ 易在长管状骨纵轴 ▪ 方向形成最大的剪力 ▪ 进而造成骨干斜行骨折
▪ 通常长管状骨的轴向压力 ▪ 不是单一的。
▪ 骨病 骨肿瘤、骨缺损
▪ 造成：骨的几何学改变
▪
骨的强度改变
▪
骨缺损部位产生应力集中
▪
（骨折机制）
2.疲劳断裂
▪ 疲劳断裂
▪ 骨每天承受负荷，或长时间锻炼，积累损 伤，导致疲劳骨折
▪ 常见于长途行军，从事长距离行走及长跑 者
▪ 最常见于双足第二趾骨远端
▪ 疲劳：
▪ 材料在周期性和间歇负荷下发生的进行性 损伤(显微镜下损伤)，在周期性负荷条件下， 材料负荷水平低于能引起的材料损伤的单 次负荷时，就会发生损伤。
▪ 如固定不牢靠，骨折端在外力下出现活动， 如形变在10%，则形成软骨，软骨连接。
▪ 如不固定或仅简单外固定，骨折端在外力 下出现活动，如形变在100%，则形成纤维， 不愈合。
▪ 骨折或损伤后局部会聚集许多干细胞以修 复损伤。
三种不同器械固定胫骨骨折的生物力学评价及临床意义
三种不同器械固定胫骨骨折的生物力学评价及临床意义张自然【摘要】目的:探讨三种不同器械固定胫骨骨折的生物力学效果.方法:12具新鲜胫骨标本,制成斜形骨折模型,分为对照组和研究组,每组各6具标本,对照组为有限接触加压接骨板,研究组为单侧外固定支架,而单侧外固定支架加有限内固定,即在使用单侧外固定支架的骨折处加1枚螺钉进行固定,最后针对旋转、压缩和弯曲三个方面对三种不同的器械固定方式进行性能测试.结果:在抗压缩性能、抗旋转性能及抗弯曲性能方面,单侧外固定支架固定与单侧外固定支架加有限内固定和有限接触加压接骨板进行对比发现固定较弱,差异具有统计学意义(P<0.05).而单侧外固定支架加有限内固定和有限接触加压接触板固定之间的比较不具有统计学意义(P>0.05).结论:单侧外固定支架固定后抗弯曲和抗压缩能力与有限接触加压接骨板对比,固定性能较差,但应力遮挡较小,加用有限内固定后抗变形能力接近有限接触加压接骨板固定.【期刊名称】《中国医疗器械信息》【年(卷),期】2019(025)008【总页数】2页(P107-108)【关键词】胫骨骨折\r;固定器械\r;生物力学【作者】张自然【作者单位】中国人民解放军第988医院开封院区骨科河南开封 475000【正文语种】中文【中图分类】R687.3在人体中，最为常见的骨折即胫骨骨折，其主要特点为开放性和粉碎性，当前在国内，对于胫骨骨折的治疗方法有多种，但最具权威性的治疗方式尚未出现，也由此引发不少争议，因此，本实验针对国内应用较多的单侧外固定支架、单侧外固定支架加有限内固定及有限接触加压接骨板等三种不同的器械固定方式，从生物力学性能方面对着三种器械固定方式进行研究[1]，现报道如下。
1.材料与方法1.1 基本材料取12具符合标准的尸体胫骨标本，确保测试标本均正常，用相关的密封方法对其进行密封，再将其保存，保存温度为零下20°C。
开始实验后，将所有的胫骨标本制成斜形骨折模型，分为研究组和对照组每组6具标本。
小腿应力性骨折原因、症状及治疗
小腿应力性骨折原因、症状及治疗1.常见原因应力性骨折是正常骨组织受到异常压力时的响应过程。
当骨头长时间内反复超负荷工作时，就可能发生这种类型的骨折。
这特别容易发生在开始训练时比较脆弱的骨骼上。
应力性骨折的高发人群包括骨质疏松症患者、饮食不当者、突然增加训练强度者或饮食失调者。
2.识别方法应力性骨折的疼痛通常与活动有关。
一段时间之后，骨折开始出现并破坏骨结构，但骨头还没有破裂；这被称为应力反应。
一个恰当的类比是反复弯折曲别针让它变弱（应力反应）直到它断裂（应力性骨折）。
一旦发生骨折，疼痛将大大增加，而且在检查时可能局限于非常特定的部位（一指宽）。
如果骨头存在症状已经很长时间了，那么骨头受伤处可能会长出有压痛的小凸块（愈伤组织），因为骨头正在尝试愈合。
在早期阶段，诊断应力反应或应力性骨折的最准确方法是骨扫描；这要在骨折一个月或更长时间之后，否则X线片可能显示不出任何东西。
到目前为止，出现过在得了慢性应力性骨折之后继续跑步或跳跃导致骨头断裂的几个案例。
3.治疗方法应力性骨折和应力反应的治疗方法通常是大量减少活动，使骨折得以愈合。
如果症状严重，使用拐杖承担一部分质量，而且可能有必要使用骨刺激器（有助于沉淀新骨，加快愈合过程）。
女运动员得了慢性应力性骨折之后，一定要检查女性运动员三联征症状：饮食失调、闭经和骨量减少或骨质疏松症。
如果存在这些相关问题，运动员应该在恢复过程中治疗它们。
4.重返体育运动一旦开始治疗，应力性骨折的治愈时间往往要持续直到运动员运动无疼痛。
对于一些运动员，这意味着3～6个月后才可重返常规训练和比赛。
然而，运动员在骨折愈合期间通常可以参加非冲击性交叉训练（比如深水跑步和某些形式的力量举），以保持身体健壮。
应力性骨折
应力性骨折应力性骨折是一种过度使用造成的骨骼应力性骨折损伤，当肌肉过度使用疲劳后，不能及时吸收反复碰撞所产生的震动，将应力传导至骨骼，可引起小的骨裂或骨折。
应力性骨折，又称疲劳性骨折或积累性劳损，是一种过度使用造成的骨骼损伤，当肌肉过度使用疲劳后，不能及时吸收反复碰撞所产生的震动，将应力传导至骨骼，这样长期、反复、轻微的直接或间接损伤可引起特定部位小的骨裂或骨折。
应力性骨折多发生于身体承重部位，如小腿胫腓骨和足部(跟骨、足舟骨、跖骨)。
易患人群为足部承重较多的运动员，如篮球、足球、网球运动员，以及田径、体操运动员和芭蕾舞演员。
致病原因一般骨折多发生在比较激烈的对抗性运动中。
跑步中的骨折与一般的骨折不同，通常是由于地面日积月累的累积效应所导致的疲劳性骨折，这种骨折也叫应力性骨折。
跑步中胫骨是最容易发生骨折的部位，其它容易发生应力性骨折的部位按发生的频率多少排序依次是脚趾骨、腓骨、股骨、踝骨和耻骨。
在发生应力性骨折前，跑步者通常会感到局部部位疼痛，这种疼痛在休息和走路时还不严重，但是一跑起步来就加剧，这通常也是诊断应力性骨折的最主要指标。
应力性骨折是骨的机械强度崩溃所产生的骨折，产生崩溃的因素有:1、持续、长期或反复的应力作用于受力的骨;2、骨本身的强度。
常见于足部的应力骨折是第二跖骨、跟骨、距骨、腓骨、舟状骨。
小儿以跟骨为多见，距、腓骨则在成人与小儿均可产生。
第二跖骨则以运动员，新兵训练期尤其是女性新兵(约占新兵的25%)为多见。
疲劳骨折的外伤史可模糊不清。
在活动后出现疼痛，休息后即缓解。
病骨受应力后即有痛。
检查见局部肿胀、压痛。
早期X线片见骨折线不清，后期才见清晰的骨折线，并有骨痂形成。
医学诊断一些检查手段来判断是否有应力性骨折的方法:1、某一部位(通常在下肢)没有受到过外部激烈的碰撞而出现突然性疼痛，而且这种疼痛使人不能继续跑步，或者很难继续跑步。
2、单足站立时局部出现疼痛，或者单足跳时出现疼痛。
胫腓骨应力性骨膜炎与骨折
2020/9/21
• 李国平（1985）报导用电刺激实验兔,使 其在笼内跑跳，
• 每隔20秒刺激1次，每次刺激时间仅持续 0.2-0.4秒，每天跑跳训练2小时。
• 平均每只实验兔每小时约跑跳180次，每 天360次，共跑跳2个月。
2020/9/21
• 结果第7天（2160次），Ｘ线片示胫骨 周围软组织阴影增大，密度稍高，皮质 正常；
（一）病因病理
• 训练方法不当，特别是对新运动员的训练 操之过急，下肢训练量和强度过大，
• 尤其在硬地上反复用足尖做变速跑、跨步 跳、高抬腿、后蹬跑，或反复做跳高、跳 远的动作。
• 而于训练后又不注意及时放松小腿部肌肉 ，很易造成本症。
2020/9/21
• 关于胫骨疲劳性骨膜炎与骨折的发病机制 有两种意见：
2020/9/21
• 疼痛部位腓骨多在离下端的10厘米附近， • 胫骨骨膜炎多在中下1/3内侧缘及前骨面。 • 而胫骨应力性骨折的疼痛则因其好发部位
不同而不同。
2020/9/21
检查
• 可见局部凹陷性水肿，皮肤颜色稍红、皮 温稍高，局部可触及单个或串珠样结节， 压之疼痛。
• 提踵及足尖用力蹬地时疼痛。
• 阿是穴灸，1日1次，治疗6-10次。
2020/9/21
• 用2％硝酸亚汞溶液浸于锡薄纸上，将之 贴于患处，
• 再用宽胶布将锡薄纸密闭贴紧，待1-2小时 取下，每天贴1次，3-5天为一疗程。
• 注意要将胶布贴紧，
• 停止运动训练，用铁丝托板固定伤肢4-6 周。
• 在此期间，作踝关节的屈伸活动和股四头 肌静力收缩练习。
• 外敷鸡血藤、黄芪、儿茶、象皮、秦皮、 自然铜、骨碎补、白芨、首乌。
右侧胫骨骨折
右侧胫骨骨折摘要：1.胫骨骨折的概述2.胫骨骨折的成因和症状3.胫骨骨折的诊断和治疗4.胫骨骨折的康复和预防正文：【胫骨骨折的概述】胫骨骨折是指胫骨（小腿双骨之一）骨折，是常见的骨折类型之一。
胫骨骨折可以发生在任何年龄，但以青壮年和老年人更为常见。
男性比女性更容易发生胫骨骨折。
胫骨骨折根据骨折部位、类型和严重程度，症状和治疗方法会有所不同。
【胫骨骨折的成因和症状】胫骨骨折的成因包括直接暴力、间接暴力和疲劳性骨折。
直接暴力骨折是指骨头直接受到外力冲击而发生的骨折，如交通事故、跌倒等。
间接暴力骨折是指外力通过传导作用于骨头而导致的骨折，如扭伤等。
疲劳性骨折是指长期、反复的轻微外力作用于骨头，导致骨头逐渐发生骨折。
胫骨骨折的症状包括肿胀、疼痛、畸形、功能障碍等。
根据骨折的严重程度和部位，症状可能有所不同。
例如，轻微的骨折可能只有局部肿胀和疼痛，严重的骨折可能导致骨头错位、变形等。
【胫骨骨折的诊断和治疗】胫骨骨折的诊断通常通过X 光、CT、MRI 等影像学检查来确定骨折部位、类型和严重程度。
在治疗方面，轻度的胫骨骨折可以通过保守治疗，如固定、休息、局部冷敷等来恢复。
严重的胫骨骨折可能需要手术治疗，如钢板螺钉内固定、髓内针固定等。
手术治疗的风险和效果取决于骨折的严重程度、部位和患者的身体状况。
【胫骨骨折的康复和预防】胫骨骨折的康复过程包括早期康复和晚期康复。
早期康复主要是保护骨折部位，避免进一步损伤。
晚期康复则包括肌肉锻炼、关节活动等，以恢复肢体功能。
康复期间，患者需要遵循医生的建议，保持良好的生活习惯，避免剧烈运动。
预防胫骨骨折的方法包括加强锻炼、改善生活习惯、保护措施等。
锻炼可以增强骨骼和肌肉的力量，提高关节的稳定性。
良好的生活习惯包括保持健康的饮食、充足的睡眠、避免吸烟和过量饮酒等。
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运用生物力学浅析胫骨应力性骨折与暴
力性骨折
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摘要：胫骨骨折是常见现象，多发生在儿童和青壮年身上，多为直接暴力所致，应用材料力学的观点，结合胫骨的结构特点和承受负荷的应力，对胫骨骨折予以力学分析。
表明“压缩弯曲负荷”和剪力“突变”是导致胫骨应力性骨折和暴力性骨折的主要原因，为预防胫骨骨折提供了理论依据。
关键词：暴力性骨折应力性骨折材料力学预防措施
运动性骨折在专业运动员训练及比赛中较为常见，是运动员损伤中较为严重的急性骨折，其危害性较大，影响训练和健康。
下肢胫骨骨折是体育教学、训练和比赛中较为常见的一种运动损伤，这种损伤较多发生在以跑跳、足球及冰雪运动为主的运动项目。
本文结合有关文献，从生物力学角度对下肢胫骨骨折机理予以初步分析，为预防提供理论依据。
一、骨折形式——应力性骨折与暴力性骨折
（一）应力性骨折
应力性骨折又称疲劳性骨折，是运动中比较常见的一种运动损伤。
这种损伤的特点是运动训练中的疲劳与过度疲劳未得到恢复而产生的，多见于从事中长跑的运动员，其次为短跑、跳跃、球类等项目的集训阶段，初期无明显的症状和体征，仅感觉到局部轻痛（称为骨膜炎），以后逐渐加重，影响功能，若不及时治疗，可发生骨折移位，出现畸形改变。
（二）暴力性骨折
暴力性骨折可分为直接暴力和间接暴力两种。
直接暴力是直接打击碰撞，可造成小腿胫骨的横型、粉碎性或多段骨折，多发于足球中的铲球、蹬踏动作中。
间接暴力常见于生活和运动中，造成螺旋型、长斜性骨折，骨骼的扭转负荷，就属于间接暴力。
二、材料力学基础及骨的力学特性
力是人体产生的动力源泉，是构成人体应力性骨折和暴力性骨折的最基本因素。
（一）应力、应变的概念及相关知识
应力是指物体在外力作用下，其内部产生一种抵抗这种外力的力，这种力引起材料内部结构的改变，实际上是一种由外力引起的内力，在数值上是单位截面上内力的大小。
当物体要承受压缩负荷时其内部产生的应力为“压应力”；受拉伸负荷为“拉应力”。
应变是物体在外力的作用下所产生的形变，在数值上是单位长度上的形变量。
当物体承受压缩负荷时，表现为“压应变”；承受拉伸负荷时，表现为“拉应变”。
材料的变形形式由所施载负荷来决定的，主要分为五种：压缩、拉伸、弯曲、剪切和扭转。
从应力→应变曲线可知：在一定范围内，应力与应变的关系是线性的。
若继续加压或加载，出现屈服点，继而进入非弹性区，若继续加压或加载，就会出现断裂。
此时的应力为“极限应力”或材料的“强度”。
强度是用来衡量材料抵抗破坏的能力。
刚度是衡量材料抵抗变形的能力。
它们是衡量材料力学性能两个重要的力学指标。
（二）骨的力学特性
骨是由胶原纤维和羟化磷灰石晶体所组成的，前者是一种蛋白质，具有较强的抗拉性，使骨骼表现出一定的强度，具有抵抗破坏的能力，后者是由钙和磷酸盐所组成的一种无机盐，使骨骼呈现出一定强度，具有较高的抗压性能和抵抗变形的能力。
人体长骨的中间是骨密质，两端为骨松质，这使整块骨骼的密度分布不均匀，从而表现出明显的“各项异性”的力学特性。
因此，骨骼的强度与其所承受载荷的形式有关。
骨的破坏性试验结果表明：骨承受压缩负荷的能力最
强，承受扭转负荷力量最差。
即压缩>拉伸>弯曲>剪切>扭转。
三、骨折机理
（一）应力性骨折机理
胫骨应力性骨折症状多在跑跳项目中发生。
胫骨横型疲劳性骨折的发病机制是由于小腿后面肌肉收缩及身体活动中重力与地面的支撑反作用力造成的，但以后者为主。
由于胫骨反复承受压缩负荷所引起，属于“压缩性”骨折。
利用小腿侧面横型所进行的弹性实验结果表明：于胫骨中上■位内后侧是压缩应力最集中部位，从而进一步证明此类骨折与压缩负荷有关。
双侧胫骨应力性骨折发病机制则由于反复超限的越野跑，引起肌肉疲劳，收缩能力减弱，骨腔内压力增大，胫骨应力集中，当骨的吸收大于骨的再生而引起骨折。
从生理解剖角度来看，胫骨具有向前稍弯曲的解剖形态学特征。
从负荷方面来看，胫骨属于负重骨，承受着身体的重力和地面的支撑反作用力，若长时间大运动量训练，一方面引起肌肉疲劳，收缩力减弱，致使肌肉作用在骨上的应力分布发生改变，同时骨骼本身的疲劳使骨能承受的最大应力低于其强度权限。
另一方面，由于胫骨的前曲，使自身的重力与地面的支撑反作用力相对骨的中轴稍有偏离，形成“压缩弯曲
负荷”，使胫骨凸侧的拉应力或骨凹侧的压应力超越骨的强度极限，引发骨折。
因此，在训练中应遵守循序渐进的原则，尽量减少和避免在较硬的跑道和地面上进行高强度、长时间的训练。
（二）暴力性骨折
在体育活动中，暴力性骨折的受载方式多见于集中力点负荷和集中力面积负荷。
1.集中力点负荷。
集中力点负荷的受力剪力在集中力P的作用处（C处）是不连续的，C截面左侧的剪刀值为■，C截面右侧的剪力为-■，剪力在力的作用点C处发生了“突变”。
突变的绝对值为+= P，即等于骨伤的集中力。
由此可见，在集中力作用两侧剪力发生突变，是造成暴力性骨折的主要原因。
2.集中力小面积负荷。
在实际训练中，集中力一般作用在胫骨的一小段，即C—D区域。
在以C截面右侧为×P，在d截面右侧为-×P，在c-d区域截面剪力不发生突变，而是沿直线e-f逐渐由-×P过渡到×P。
直线e-f的斜率表明在集中c-d区域内剪力的梯度。
在外力一定的条件下，梯度的大小取决于集中力作用区域的大小，区域大则剪力梯度小，区域小则剪力梯度大，梯度大则容易导致骨折。
由此可见，集中小面积负荷引发骨折的因素不仅仅由外力的大小来决定，还与外
力的作用区域大小有关。
四、胫骨骨折的预防措施
（一）选择场地与改善装备，科学安排训练
控制训练强度，以利于应力性骨破坏和骨修复的平衡，改善装备以吸收震荡而减少应力损伤。
（二）提高训练技巧及应力分布
在训练中不断改变骨的应力集中区，预防应力骨折，降低了胫骨应力骨折的发生率，使胫骨承重时的应力集中区不断变化，减少骨局部的破坏性。
（三）训练前的准备
做好训练前的准备活动和训练后的放松运动，避免在心理紧张和生理疲劳状态下运动和训练。
强调带伤训练和疲劳状态下训练的有害性。
此外，应重视运动与训练的医务监督，经常询问受训人员的自我感觉，定期检查应力骨折的好发部位以达到尽早发现早期损伤，及时防范应力骨折的发生。
五、结论
胫骨发生应力性骨折，一方面是由于肌肉的疲劳改变肌力在骨上的分布，使骨自身的应力发生改变，骨的疲劳使胫骨能承受的最大应力低于其强度极限；另一方面是由于胫骨实际承受的负荷是“压缩弯曲负荷”，而不是单一的“压缩负荷”。
集中力点负荷引发暴
力性骨折是由于在用力的作用点两侧剪力发生“突变”。
集中小面积负荷引发骨折是由于在力的作用区域剪力的梯度大。
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