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20世紀(jì)50年代，在面對重度關(guān)節(jié)攣縮、骨不連、骨缺損及成骨不全等傳統(tǒng)骨科技術(shù)難以治愈或無法治愈的一些疑難疾病時，前蘇聯(lián)學(xué)者發(fā)明了一種新的治療方法，即采用細(xì)鋼針穿骨、張力下固定的金屬環(huán)形外固定器及微侵襲技術(shù)用于矯形和創(chuàng)傷的治療，獲得了良好的臨床治療效果。此后，對牽伸性組織發(fā)生及起源進(jìn)行了廣泛深入的動物實(shí)驗(yàn)和臨床研究，最終形成了牽伸性組織發(fā)生的生物學(xué)理論，即張力-應(yīng)力法則和牽拉組織再生的生物學(xué)理論：給生長中的組織緩慢牽伸產(chǎn)生一定張力，可刺激某些組織的再生和活躍生長，其生長方式同胎兒組織一致，均為相同的細(xì)胞分裂。而對于技術(shù)在外固定支架系統(tǒng)中的作用機(jī)制探討可以通過三維有限元分析模型的建立來分析其生物力學(xué)特性，進(jìn)一步揭示其生物力學(xué)作用原理。
對肘膝關(guān)節(jié)攣縮患者給予矯正治療，可有效控制或減輕關(guān)節(jié)攣縮的發(fā)生。木文著重就肘膝關(guān)節(jié)攣縮矯正器設(shè)計(jì)及治療關(guān)節(jié)攣縮的作用機(jī)制進(jìn)行有限元分析。通過技術(shù)根據(jù)肘膝關(guān)節(jié)攣縮畸形狀態(tài)，設(shè)計(jì)安裝外固定矯正器，按照肘膝關(guān)節(jié)的活動范圍，緩慢牽拉攣縮的軟組織，刺激軟組織再生，使肘膝關(guān)節(jié)的攣縮畸形狀態(tài)重新排列到一個相對正常的位置，使得攣縮的組織得到最大限度松解和延長，不斷加大攣縮肘膝關(guān)節(jié)的活動范圍，并利用三維有限元模型來分析其作用機(jī)制。
由于損傷、燒傷、長期固定、感染及缺血性改變等原因，引起肌肉組織的壞死、變性、攣縮，甚至合并嚴(yán)重的血管、神經(jīng)、韌帶及關(guān)節(jié)囊變性，同時伴有皮膚的嚴(yán)重癱痕、潰瘍、營養(yǎng)不良及皮膚和軟組織缺損，進(jìn)而可形成皮膚性攣縮、結(jié)締組織性攣縮、肌肉性攣縮、神經(jīng)性關(guān)節(jié)攣縮和關(guān)節(jié)周圍軟組織攣縮，導(dǎo)致明顯的關(guān)節(jié)畸形及功能障礙。當(dāng)肌肉攣縮形成較重的關(guān)節(jié)固定畸形以及肢體循環(huán)和局部皮膚情況較差時，治療非常棘手，而依靠單純的康復(fù)治療及傳統(tǒng)的手術(shù)治療創(chuàng)傷較大，多繼發(fā)粘連與感染等，往往無法取得滿意的療效，甚至可能導(dǎo)致更加嚴(yán)重的并發(fā)癥，例如，局部皮膚及肢端的壞死、關(guān)節(jié)軟骨的擠壓、關(guān)節(jié)脫位、神經(jīng)及血管的損傷、骨折，較高的畸形再發(fā)生率，同時創(chuàng)傷較大，出血多，關(guān)節(jié)功能完全喪失。
因此，需要一種更加有效的，簡便的，安全可行的治療方式，更好地解決臨床對該病的治療難題。
隨著技術(shù)的日益完善，應(yīng)用技術(shù)及原理矯治關(guān)節(jié)攣縮及畸形顯示出比傳統(tǒng)的治療方法具有更多的優(yōu)越性。應(yīng)用技術(shù)原理，選擇攣縮關(guān)節(jié)的安全區(qū)域經(jīng)皮穿針，在攣縮關(guān)節(jié)部位安裝外固定矯正器。通過緩慢、逐漸的機(jī)械牽伸，使得攣縮關(guān)節(jié)的屈伸畸形得到矯正。這種矯正關(guān)節(jié)攣縮的過程可以由醫(yī)生甚至可以由患者根據(jù)情況隨時調(diào)整牽伸的速度及矯正器與肢體的相適程度，其風(fēng)險是可以被有效控制的，實(shí)現(xiàn)了整個治療過程的安全性、可靠性和科學(xué)性。而這種機(jī)械牽伸不是簡單地使得軟組織伸長，而是軟組織的延長。
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