骨生物力学与骨伤
作者：孟和
单位：中国中医研究院骨伤科研究所，北京 100700
关键词：
中国骨伤000101 生物力学是古老学科之一，对它的应用和研究有着悠久的历史。仅就骨生物力学方面来看，1867年，瑞士学者报告了骨的内部结构和外部形态一致，与其所承受载荷的大小及方向有直接关系。1934年，Bell指出，骨可以使用尽可能少的材料来承担载荷。1938年，Galileo首先发现：施加载荷与骨形态之间的关系。1938年，Ward报告增加压缩载荷可以增加骨的形成。1952年，Ludwig论及重力和肌肉力对维持骨的质量是必要的。1962年，两位德国研究人员各自独立地报告了加载对骨细胞的影响。但最具影响的是1892年，德国医学博士Wolff发表了著名的Wolff定律(骨转化定律)，这一法则得到了临床和实验的支持。
Charnley 1958年曾对膝关节加压融合36kg的6个病例，在4周内愈合；加压27～36kg的5个病例中，有3例术后4周临床愈合，2例仍有活动；加压27kg以下的4个病例中，术后均没有愈合。
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1961年，郭巨灵等在分析Charnley氏架及其治疗结果后设计了郭氏架，用增加架两端固定宽度、增长骨针通过的管道及用两枚螺钉增加固定效果，并指出缩小管道与针直径之差及增大架的硬度来提高加压力，结果郭氏架可使加压力达42kg，故取得了良好的治疗效果。
二十世纪初，由于学科的分化，阻碍了这门学科的深入发展。二十世纪中叶以后，医学家和生物学家逐渐认识到力的因素对解决本学科许多问题的意义，力学家们在寻求力学的发展和应用新领域时，也注意到生物体是运用力学的广阔天地。两者的结合形成了这门新型边缘学科—生物力学。
近年来，生物力学引起人们的广泛注意和研究，发展非常迅速，美、日、俄、澳、加、德均建立了专门的研究机构。尤其美国发展较快，在许多大学、医学院和专门机构中，对生物力学在基础理论和实际应用领域都进行了广泛的研究。他们重视学科间的相互渗透，注意医学和工程学科的结合，并重视应用，基础理论与实验研究并举。
, 百拇医药
我国对生物力学研究起步较晚。小夹板治疗骨折是以中医正骨经验为基础发生发展起来的，被称为中西医结合治疗骨折的新技术。
1963年，尚天裕等经理论力学与材料力学研究后，对骨折所用小夹板的材质、规格做了规定，使之规范化、系统化。捆扎布带定量化，固定机制理论化，对推动这疗法起到积极作用。
1978年，国际生物力学会主席、中国科学院外籍院士、美籍华人冯元桢教授来华讲学，使我国许多力学与医学工作者耳目一新，随之全国力学规划会议将生物力学列入发展规划。1979年，在重庆召开了全国高等院校力学座谈会。1981年和1984年分别在上海、太原举行全国生物力学学术会议，从到会代表提供的论文看，我国生物力学研究工作，无论在深度和广度上发展比较迅速。近年来，建立了一些专门的研究单位和实验基地，这是发展我国生物力学的组织保证和物质基础。我国在郭巨灵氏加压器和尚天裕氏小夹板力学研究的基础上由于疾病谱改变的要求，产生了骨折复位固定器及相关疗法。相继在全国各地举办了多期生物力学和骨伤生物力学等各种类型的学习班，一些高等学校开设了生物力学课程，并培养了有关方面的研究生，为我国生物力学的深入发展奠定了良好地基础。
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中医骨伤科，可大体分为：硬伤、软伤、红伤三类。生物力学的研究对于阐述其病因、病理、诊断、治疗、愈后乃至预防均有重要意义。
硬伤 指闭合的骨折和脱位，均属一次性暴力所造成的损伤，就其发生部位、移位规律、整复和固定、功能锻炼均可用骨生物力学方法与观点进行剖析。
软伤 颈椎病、腰椎病、肩周炎等软组织损伤，均因慢性的生物力学作用，诱发组织学上的退变，特别是颈、腰椎病，由于椎间盘退变、间隙狭窄、纤维环破裂、髓核突出、关节囊松弛粘连，椎间孔变形狭窄、神经根受压或刺激脊柱失稳等，而发生的各种症状。在中医将其列为“筋出槽、骨错缝”的范畴内。在触诊与治疗中所用的按、摩、推、拿、滚、揉、捏、搬等治疗手法，无一不与生物力学理论相关。
红伤 开放骨折乃至肢体离断，实为更强大暴力所致。如锐性暴力所致切伤、割伤、刺伤；钝性暴力所致擦伤、挫伤、撕脱伤、压轧伤；混合暴力所致爆炸伤等都需在分析致伤暴力与伤情后采取相应的治疗措施。
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畸形 包括肢体畸形和脊柱畸形。在矫正各种畸形时所用的器械乃至手术方式的设计，都应是以力对力的原则来进行，才会取得良好的疗效。
骨病 如骨感染、骨坏死性疾病、良性与恶性肿瘤切除治疗后为保留骨骼系统的支撑与功能作用，在手术与假体设计时，都离不开，对生物力学原理的应用。
生物力学是力学向生物学、医学的渗透，又是促进力学本身发展的动力。生物力学不仅扩大了医学、生物学的研究内容，也推动着医学科学的发展。有人称生物力学是定量的生理学，通过对骨生物力学的深入研究，应找到对骨生长、发育、修复与力学环境量的关系和最佳力学区间，有效地控制生长、发育与修复。
收稿：1999-09-20, http://www.100md.com
单位：中国中医研究院骨伤科研究所，北京 100700
关键词：
中国骨伤000101 生物力学是古老学科之一，对它的应用和研究有着悠久的历史。仅就骨生物力学方面来看，1867年，瑞士学者报告了骨的内部结构和外部形态一致，与其所承受载荷的大小及方向有直接关系。1934年，Bell指出，骨可以使用尽可能少的材料来承担载荷。1938年，Galileo首先发现：施加载荷与骨形态之间的关系。1938年，Ward报告增加压缩载荷可以增加骨的形成。1952年，Ludwig论及重力和肌肉力对维持骨的质量是必要的。1962年，两位德国研究人员各自独立地报告了加载对骨细胞的影响。但最具影响的是1892年，德国医学博士Wolff发表了著名的Wolff定律(骨转化定律)，这一法则得到了临床和实验的支持。
Charnley 1958年曾对膝关节加压融合36kg的6个病例，在4周内愈合；加压27～36kg的5个病例中，有3例术后4周临床愈合，2例仍有活动；加压27kg以下的4个病例中，术后均没有愈合。
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1961年，郭巨灵等在分析Charnley氏架及其治疗结果后设计了郭氏架，用增加架两端固定宽度、增长骨针通过的管道及用两枚螺钉增加固定效果，并指出缩小管道与针直径之差及增大架的硬度来提高加压力，结果郭氏架可使加压力达42kg，故取得了良好的治疗效果。
二十世纪初，由于学科的分化，阻碍了这门学科的深入发展。二十世纪中叶以后，医学家和生物学家逐渐认识到力的因素对解决本学科许多问题的意义，力学家们在寻求力学的发展和应用新领域时，也注意到生物体是运用力学的广阔天地。两者的结合形成了这门新型边缘学科—生物力学。
近年来，生物力学引起人们的广泛注意和研究，发展非常迅速，美、日、俄、澳、加、德均建立了专门的研究机构。尤其美国发展较快，在许多大学、医学院和专门机构中，对生物力学在基础理论和实际应用领域都进行了广泛的研究。他们重视学科间的相互渗透，注意医学和工程学科的结合，并重视应用，基础理论与实验研究并举。
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我国对生物力学研究起步较晚。小夹板治疗骨折是以中医正骨经验为基础发生发展起来的，被称为中西医结合治疗骨折的新技术。
1963年，尚天裕等经理论力学与材料力学研究后，对骨折所用小夹板的材质、规格做了规定，使之规范化、系统化。捆扎布带定量化，固定机制理论化，对推动这疗法起到积极作用。
1978年，国际生物力学会主席、中国科学院外籍院士、美籍华人冯元桢教授来华讲学，使我国许多力学与医学工作者耳目一新，随之全国力学规划会议将生物力学列入发展规划。1979年，在重庆召开了全国高等院校力学座谈会。1981年和1984年分别在上海、太原举行全国生物力学学术会议，从到会代表提供的论文看，我国生物力学研究工作，无论在深度和广度上发展比较迅速。近年来，建立了一些专门的研究单位和实验基地，这是发展我国生物力学的组织保证和物质基础。我国在郭巨灵氏加压器和尚天裕氏小夹板力学研究的基础上由于疾病谱改变的要求，产生了骨折复位固定器及相关疗法。相继在全国各地举办了多期生物力学和骨伤生物力学等各种类型的学习班，一些高等学校开设了生物力学课程，并培养了有关方面的研究生，为我国生物力学的深入发展奠定了良好地基础。
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中医骨伤科，可大体分为：硬伤、软伤、红伤三类。生物力学的研究对于阐述其病因、病理、诊断、治疗、愈后乃至预防均有重要意义。
硬伤 指闭合的骨折和脱位，均属一次性暴力所造成的损伤，就其发生部位、移位规律、整复和固定、功能锻炼均可用骨生物力学方法与观点进行剖析。
软伤 颈椎病、腰椎病、肩周炎等软组织损伤，均因慢性的生物力学作用，诱发组织学上的退变，特别是颈、腰椎病，由于椎间盘退变、间隙狭窄、纤维环破裂、髓核突出、关节囊松弛粘连，椎间孔变形狭窄、神经根受压或刺激脊柱失稳等，而发生的各种症状。在中医将其列为“筋出槽、骨错缝”的范畴内。在触诊与治疗中所用的按、摩、推、拿、滚、揉、捏、搬等治疗手法，无一不与生物力学理论相关。
红伤 开放骨折乃至肢体离断，实为更强大暴力所致。如锐性暴力所致切伤、割伤、刺伤；钝性暴力所致擦伤、挫伤、撕脱伤、压轧伤；混合暴力所致爆炸伤等都需在分析致伤暴力与伤情后采取相应的治疗措施。
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畸形 包括肢体畸形和脊柱畸形。在矫正各种畸形时所用的器械乃至手术方式的设计，都应是以力对力的原则来进行，才会取得良好的疗效。
骨病 如骨感染、骨坏死性疾病、良性与恶性肿瘤切除治疗后为保留骨骼系统的支撑与功能作用，在手术与假体设计时，都离不开，对生物力学原理的应用。
生物力学是力学向生物学、医学的渗透，又是促进力学本身发展的动力。生物力学不仅扩大了医学、生物学的研究内容，也推动着医学科学的发展。有人称生物力学是定量的生理学，通过对骨生物力学的深入研究，应找到对骨生长、发育、修复与力学环境量的关系和最佳力学区间，有效地控制生长、发育与修复。
收稿：1999-09-20, http://www.100md.com