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20世紀50年代，在面對重度關節(jié)攣縮、骨不連、骨缺損及成骨不全等傳統(tǒng)骨科技術難以治愈或無法治愈的一些疑難疾病時，前蘇聯(lián)學者發(fā)明了一種新的治療方法，即采用細鋼針穿骨、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)生及起源進行了廣泛深入的動物實驗和臨床研究，最終形成了牽伸性組織發(fā)生的生物學理論，即張力-應力法則和牽拉組織再生的生物學理論：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，均為相同的細胞分裂。而對于技術在外固定支架系統(tǒng)中的作用機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特性，進一步揭示其生物力學作用原理。
對肘膝關節(jié)攣縮患者給予矯正治療，可有效控制或減輕關節(jié)攣縮的發(fā)生。木文著重就肘膝關節(jié)攣縮矯正器設計及治療關節(jié)攣縮的作用機制進行有限元分析。通過技術根據(jù)肘膝關節(jié)攣縮畸形狀態(tài)，設計安裝外固定矯正器，按照肘膝關節(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節(jié)的活動范圍，并利用三維有限元模型來分析其作用機制。
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，甚至合并嚴重的血管、神經(jīng)、韌帶及關節(jié)囊變性，同時伴有皮膚的嚴重癱痕、潰瘍、營養(yǎng)不良及皮膚和軟組織缺損，進而可形成皮膚性攣縮、結締組織性攣縮、肌肉性攣縮、神經(jīng)性關節(jié)攣縮和關節(jié)周圍軟組織攣縮，導致明顯的關節(jié)畸形及功能障礙。當肌肉攣縮形成較重的關節(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，而依靠單純的康復治療及傳統(tǒng)的手術治療創(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，甚至可能導致更加嚴重的并發(fā)癥，例如，局部皮膚及肢端的壞死、關節(jié)軟骨的擠壓、關節(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。
隨著技術的日益完善，應用技術及原理矯治關節(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。應用技術原理，選擇攣縮關節(jié)的安全區(qū)域經(jīng)皮穿針，在攣縮關節(jié)部位安裝外固定矯正器。通過緩慢、逐漸的機械牽伸，使得攣縮關節(jié)的屈伸畸形得到矯正。這種矯正關節(jié)攣縮的過程可以由醫(yī)生甚至可以由患者根據(jù)情況隨時調整牽伸的速度及矯正器與肢體的相適程度，其風險是可以被有效控制的，實現(xiàn)了整個治療過程的安全性、可靠性和科學性。而這種機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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