摘要:<正>生物力学是研究生命体运动和变形的学科,其基本内涵是运用力学原理、理论和方法深化对生物学/医学问题的定量认识。当前生物力学的主要分支学科包括:(1)按力学分支学科分类,包括:生物流体力学,生物固体力学,生物传热与传质,生物动力学——运动生物力学,等等。(2)按生理系统分类,包括:心(脑)血管力学,骨骼-肌肉-创伤力学,呼吸系统力学,感觉系统力学,泌尿-生殖系统力学,等等。(3)按解剖层次分类,包括:整体(局部)力学——运动生物力学,器官-组织力学,细胞-亚细胞-分子力学,等等。(4)按研究对象分类,包括:(哺乳)动物生物力学,植物生物力学,仿生力学,等等。

摘要:目的研究颈动脉分叉入口处不对称速度剖面对颈动脉窦内分离区的影响。方法用人的平均颈动脉分叉(TF-AHCB)模型在定常流循环模拟系统中做实验研究;用染料法作流场显示;用激光多普勒测速(LDA)技术测量颈总动脉和窦内截面上的速度剖面,比较入口速度峰值向颈内侧和颈外侧偏斜对颈动脉窦分离区的影响。结果流场显示和激光测速结果均表明不对称入口速度剖面对颈动脉窦分离区有明显影响,速度峰值分别向颈内侧和向颈外侧偏离管轴1/3管半径,可造成颈动脉窦分离区宽度和长度相差约一倍。结论颈动脉分叉入口速度剖面的不对称性对颈动脉窦内分离区的影响不可忽视,提示入口峰值速度偏离值是影响颈动脉窦粥样斑块分布的重要因素。

摘要:目的:探索生物组织工程血管(TEBV)的体外构建,观察血管壁形成过程中血管平滑肌细胞的变化,检测TEBV的生物力学特性,为构建理想的临床血管替代物提供资料。方法采用酶消化法制备猪颈总动脉脱细胞支架,再种植犬胸主动脉的平滑肌细胞,体外培养4周,分别于2周和4周取材作形态结构观察和平滑肌肌动蛋白-α(SMA)、金属蛋白酶-2(MMP-2)及血小板衍生生长因子-AA(PDGF-AA)的免疫组化染色并作图象分析。将幼年犬和成年犬的胸主动脉作对照。用INSTRON1122型万能电子强力仪检测TEBV的断裂强度、应力应变关系和松弛试验。结果体外培养2周和4周,血管平滑肌细胞大量增殖并迁移至支架全层,细胞间出现桥粒、缝隙连接。TEBV培养2周和4周,SMA的表达高于幼年犬,但明显低于成年犬;PDGF-AA的表达低于幼年犬,但明显高于成年犬;MMP-2高于成年犬,培养4周时MMP-2的表达接近幼年犬。TEBV的应力应变曲线呈典型的粘弹性特征,松弛应力和断裂强度均与生理血管相似。结论生物组织工程血管体外构建中平滑肌细胞分泌PDGF-AA、SMA的表达逐渐减少,平滑肌细胞由收缩表型逐渐转变为合成表型,大量增殖和分泌胶原,有细胞连接形成;同时MMP-2分泌增加,细胞发生迁移,重建TEBV的管壁结构,且血管壁的生物力学特性逐渐接近于生理血管。

摘要:目的研究正常国人新鲜尸体股骨上端松质骨的拉伸粘弹性力学性质,为临床提供生物力学参数。方法对股上端松质骨试样纵向进行拉伸应力松弛及蠕变实验。得到股骨上端松质骨纵向的应力松弛及蠕变数据和曲线。对实验数据进行归一化处理。结果分别用对数、指数一元回归分析的方法处理数据,得出了归一化应力松弛、归一化蠕变函数及曲线。结论股骨上端松质骨拉伸应力松弛7200s应力松弛量为0.422MPa,7200s蠕变量为0.784%。

摘要:目的采用三维有限元的方法,分析各种角度基台对种植体骨界面应力、应变分布的影响,为临床使用提供理论参考。方法采用CT薄层扫描,建立含种植体的下颌骨三维有限元模型。模拟咀嚼肌加载,用ALGOR软件分析直基台和10°、20°、30°角基台修复时,种植体骨界面应力、应变分布的不同。结果发用数值和图的形式显示综合应力、最大和最小主应变。直基台修复时,综合应力集中于种植体颈部骨皮质,种植体底部次之。随基台角度的增加,种植体骨界面综合应力、最大和最小主应变值均从集中于种植体颈部转移至底部。结论随基台角度的增加,种植体骨界面应力、应变均增大;30°角基台修复时,其应力、应变增大显著。

摘要:目的评价植入镍钛记忆合金微创融合器(NiTi-TFC/C)的颈椎节段的稳定性及压缩力学性能。方法采集24只羊颈椎标本随机分为4组,每组6份,四组处理分别为:单取髓核组、自体髂骨植骨组、微创融合器组和钛制融合器组(InterFix)。所有标本进行前路减压,并对后3组进行椎间融合术。分别对各组标本进行生物力学测试并进行比较。结果微创融合器组与钛制融合器组在强度、刚度及扭转力学等方面无显著性差异(P>0.05)。而微创融合器组与自体髂骨植骨组具有显著性差异(P<0.05)。最大承载力为12050N。结论该微创融合器强度大、刚度高、抗扭转能力强,具有良好的抗压能力,为颈椎融合提供新型的融合装置。

摘要:目的建立用于研究咬合接触与颞下颌关节生物力学关系的三维有限元模型,并设计不同的工况来分析不同咬合接触情况下颞下颌关节应力的变化规律。方法尸体头颅1具,平行于眶耳平面作CT扫描;取石膏模型,以三维扫描仪对牙列(牙合)面扫描;将石膏模型扫描参数与CT扫描参数换算到同一坐标系下,在髁突上方设均厚的类关节盘,关节盘顶及下颌角作约束设计,经划分网格生成有限元模型。工况一:左侧下颌不同牙位咬合接触面加载;工况二:在包括左侧下颌第二磨牙的颞下颌关节三维有限元模型上,设计下颌第二磨牙牙尖交错(牙合)、远中方向和颊侧方向三种加载部位的工况,研究不同工况下双侧髁突处应力分布变化的规律。结果(1)建立了包括双侧髁突、类关节盘及下颌牙列在内的用于分析咬合与颞下颌关节关系的三维有限元模型。(2)咬合加载牙位不同,双侧髁突应力效应不同,髁突外、中、前、顶等处为承受较高压强的区域。(3)咬合加载部位牙面承载形态不同,双侧髁突应力效应也不同,其变化包括应力性质和应力的分布特点等方面,远中加载和颊侧加载时分别可致加载侧髁突内极和加载对侧髁突内极应力集中。结论咬合接触部位及方向变化可影响髁突应力分布。

摘要:目的对三种骨瓣固定方法在颅骨骨瓣回复固定模型中的生物力学性能进行比较、评价。方法6个颅骨标本共制备24个骨瓣,分为三组,分别采用丝线、不锈钢丝和颅骨固定钉三种方法固定,就操作时间、初始移位、垂直受力试验及最大承受力等方面进行比较。结果颅骨固定钉组的操作时间最短(94±13)s,初始移位最小(0.20±0.12)mm,最大承受力最大(385.4±63.1)N均明显优于不锈钢丝组和丝线组。结论颅骨固定钉操作简便快速,具有良好的复位效果及较大的强度,是较理想的颅骨固定装置。

摘要:目的阐明按髋臼解剖学特点与镍钛合金的特性而设计的髋臼三维记忆内固定系统(acetabulartridimentionalmemoryalloyfixationsystem,ATMS)应用于髋臼骨折治疗的生物力学基础。方法从稳定性及头臼对应解剖与应力分布两个方面进行研究。6具成人新鲜骨盆股骨标本左右侧两两对应分为实验组与对照组,造成髋臼骨折模型后,实验组与对照组将骨折块复位,直视下分别用ATMS及重建钢板与螺钉紧密固定。制作可多向调节的万能旋转加载夹具,按前屈、后伸、直立三种状态从100N至500N进行加载,比较两组在经度及纬度方向的位移,分析髋臼骨折ATMS固定的稳定性;在直立位状态加载至500N,利用压敏片计算髋关节在前屈、后伸、直立三种状态下两组头臼接触面积及接触应力,分析髋臼骨折ATMS固定后头臼之间的解剖关系与应力分布状态。结果实验组与对照组在不同载荷、不同髋关节状态下测得的数据无显著的统计学差异。结论ATMS应用于髋臼骨折固定具有良好的稳定性、头臼对应解剖关系与应力分布状态。

摘要:目的探讨视频脑电图(VEEG)对小儿癫痫的诊断价值。方法对102例临床拟诊为癫痫患儿进行4～8h视频脑电图监测,其中包括清醒、睡眠期记录;分析临床发作和异常放电的关系,异常放电出现的时相。结果监测到临床发作并且同步异常放电者23例,仅发作间期癫痫样放电者53例,两者共76例(76/102,74.51%)结合病史确定为癫痫,其中局灶性52例(52/76,68.42%),睡眠中出现55例(55/76,72.37%)。10例(10/102,9.80%)临床发作但无同步异常放电,判定为非癫性发作。结论视频脑电图可提高儿童癫痫诊断的正确率,有助于癫痫的定位,部分剥夺睡眠有助于癫痫样放电的检出率。

摘要:计算机辅助技术在组织工程学中的应用已经成为一个新的研究课题——计算机辅助组织工程(CATE)。作者回顾了计算机技术、影像学技术、计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)以及快速成型技术在组织工程学中的应用,主要介绍计算机辅助解剖建模、三维解剖显像、三维重建、基于CAD的解剖建模、计算机辅助组织分类、内植物植入及快速成型辅助外科重建的发展和应用。

摘要:骨细胞是成熟骨中最丰富的细胞,它在骨组织中的作用已达成共识,但其作用方式和原理仍未完全阐明。为更好认识骨细胞在骨组织中的作用,作者对骨细胞在骨组织中的网络结构进行了综述。

摘要:细胞骨架力学问题是细胞生物力学发展中出现的一个新领域。细胞骨架模型的建立是理解力在细胞内传播和分布对生化事件调控及力对细胞功能调节的重要手段。细胞骨架也是力和信息传递的介质,作用力通过细胞骨架内外肌动蛋白网架的相连介导化学反应和信号转导。作者详细介绍了基于力学和生物学的三种细胞骨架模型的理论、方法和关键性研究成果。