摘要:人体运动的生物力学建模与仿真，广泛应用于阐明不同运动的生理机理、探讨运动损伤机制、提高运动员运动成绩和降低损伤等诸多研究领域。他涉及人体骨骼、关节、肌肉和神经等组织的生理、解剖和力学特征的数学建模。利用数学模型，可以采用相关算法求解运动过程中不同肌肉的收缩力，同时还可通过计算机软件进行仿真实验并将仿真结果可视化。本文对人体运动的生物力学建模与仿真及其应用进行了综述。

摘要:多组分人工合成纳米纤维是纳米技术、材料学与生物学等多学科相结合的产物，代表一类经典的纳米结构，能够充分模拟体内纤维微环境，同时提供必要的拓扑结构、生物力学与生物化学因素来促进组织再生与创伤愈合。这种纤维通过混合天然与人工合成聚合物制备而成，能够产生各组分在力学性质、生物学响应以及材料结构的协同效果，在组织工程与药物释放领域应用中发挥重要的作用。

摘要:目的 研究高血压与低切应力对血管重建的影响及其机制，这对于阐明血管疾病的发病机理以及提供诊断、治疗的一些基本原理都将有重要的理论和实际意义。方法 通过腹主动脉缩窄，结扎左颈总动脉的部分分支建立高血压、左颈总动脉低切应力以及高血压伴有低切应力大鼠动物模型。几何形态学方法观测左颈总动脉的壁厚及壁厚/内径比的变化；金属蛋白酶谱法分析MMP-2活性；免疫印迹法检测信号通路分子p-Akt分子以及Rho GDIα的表达变化。结果 高血压和低切应力均可诱导颈总动脉MMP-2活性和壁厚及壁厚/内径比显著增加；当高血压伴有低切应力时，两者的协同作用诱导颈总动脉MMP-2活性和壁厚及壁厚/内径比进一步增加，从而促进血管重建。低切应力可诱导颈总动脉p-Akt的表达水平，且与低切应力大小相关，切应力低，p-Akt的表达水平高。当高血压伴有低切应力时，两者的协同作用诱导p-Akt的表达水平进一步增加。高血压和低切应力可诱导颈总动脉Rho GDIα表达增加；当高血压伴有低切应力时，两者的协同作用诱导颈总动脉Rho GDIα表达进一步增加。结论 高血压与切应力协同作用对血管重建的影响最为显著，Akt和Rho GDIα信号通路参与了高血压与低切应力诱导的血管重建过程。

摘要:目的 探讨力学刺激与成骨化学诱导剂对大鼠骨髓间充质干细胞（rat bone mesenchymal stem cells，rBMSCs）碱性磷酸酶（alkaline phosphatase, ALP）、I 型胶原(collagen type I, COL I）和骨钙素 (osteocalcin, OCN) 基因表达与钙化结节形成的影响。方法 体外分离培养rBMSCs，分别在成骨诱导和非成骨诱导条件下应用双轴力学应变加载系统对rBMSCs施加周期性的机械张应变（应变2%，频率1 Hz，每次2 h，间隔2 h，每天加载3 次）。力学刺激作用3 d和6 d，采用实时荧光定量RT-PCR检测ALP、COL I和OCN的mRNA表达，同时采用茜素红染色法观察钙化结节的形成情况。结果 力学刺激作用后，成骨诱导6 d组出现明显的钙化结节，其余各组均无明显钙化结节形成。与相应非诱导组比较，成骨诱导3 d组ALP、COL I和OCN的mRNA表达量分别增加0.6、3和11.8倍；成骨诱导6 d组ALP、COL I和OCN的mRNA表达量分别增加2.7、3.2和10倍。结论 成骨化学诱导剂和力学刺激均能促进rBMSCs的骨向分化，且二者之间具有协同作用。

摘要:目的 研究周期性拉伸对类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)和骨关节炎(osteoarthritis,OA)成纤维样滑膜细胞(fibroblast-like synoviocytes, FLS)中骨形态发生蛋白-2 (bone morphogenetic protein 2,BMP 2)表达的影响，探讨力学刺激在不同病理过程中对滑膜组织的作用。方法 在正常条件和炎症条件下使用Flex cell 4000周期性力学加载系统，分别对正常、RA、OA来源的人膝关节FLS施加连续2 h和6 h的6%、0.5 Hz的拉应力，比较测定BMP-2 mRNA表达的差异性。结果 2 h的机械拉伸对3种FLS中BMP-2 mRNA的水平均无显著性影响，6 h的机械拉伸能够显著升高RA FLS中BMP-2 mRNA的水平。炎症因子(IL-1β)作用2 h对正常FLS无显著影响，作用6 h使其中BMP-2 mRNA的水平显著升高； IL-1β作用2 h和6 h均使RA FLS中BMP-2 mRNA的水平显著升高，但只有作用2 h才使OA FLS中BMP-2 mRNA的水平显著升高，作用6 h对OA FLS中BMP-2 mRNA的水平无显著影响；炎症因子和力学刺激共同作用2 h使正常和RA FLS中BMP-2 mRNA的水平显著升高，作用6 h使正常、RA、OA FLS中BMP-2 mRNA水平均显著升高。结论 正常、RA、OA FLS中BMP-2 mRNA对于力学刺激和炎症因子的响应不同，结果提示在RA和OA发病机制中，炎症因子的影响可能比力学刺激更强；力学刺激和IL-1β共同作用6 h后对OA FLS中BMP-2 mRNA产生协同效应，提示两者联合作用对OA病情发展具有一定作用。

摘要:目的 采用粘着斑激酶（focal adhesion kinases，FAK)抑制剂抑制FAK在Y397位点的酪氨酸磷酸化，测定不同浓度的FAK抑制剂的对内皮细胞黏附、迁移及下游信号Rac1蛋白表达的影响，探索粘着斑激酶在内皮细胞黏附和迁移中的作用。方法 运用内皮损伤模型（划痕法）测定FAK抑制剂在2、4、8、24 h各时间点对EA.hy 926细胞迁移的影响。Western blot结合免疫荧光测定不同浓度的0~250 nmol/mL的FAK抑制剂的加入对Rac1蛋白分布和表达的影响。结果 随着FAK抑制剂浓度的增加，细胞迁移距离减少，Rac1蛋白表达逐渐减弱。结论 抑制FAK的磷酸化将抑制内皮细胞的黏附和迁移的生物学行为，下游Rac1蛋白表达降低。内皮细胞的黏附和迁移与FAK Rho GTPases 信号轴相关。

摘要:目的 研究表征同类信号不同组间波形相似程度的定量指标，并应用于中医推拿?法垂直作用力信号分析。方法 对两列同类周期信号序列归一化和波形误差分析后，定义表征同类信号不同组间波形相似程度的组间波形相似度。实测著名推拿医师、已学习中医?法一段时间的研究生和?法初学者3组操作者的法垂直作用力信号，计算3组信号的组间波形相似度，分析他们的相似程度。结果 数位推拿医师之间的?法垂直作用力信号组间波形相似度较高，可作为其他?法垂直作用力信号与之比较的模板，研究生和医师之间的相似度次之，初学者与医师之间的相似度最低，三者有显著性差异。结论 本文提出的组间波形相似度可以作为评判中医推拿?法垂直作用力信号不同组间波形相似程度的定量指标，也可应用于其他近周期信号组间波形的相似程度评判。

摘要:目的 获得在体兔眼眼内压与眼球体积变化的关系。方法 通过对在体兔眼前房以20 μL/min的速度注入生理盐水100 min，记录眼内压随注水时间的变化数据。结果 眼内压随注水时间的曲线呈非线性变化，可用分段函数拟合。曲线的上升段存在一特殊点（定义为拐点），此点前后的眼球刚度系数分别为（4.02±0.86) mmH2O/μL和(2.43±0.94) mmH2O/μL (1 mmH2O=9.8 Pa)，有显著性差异。结论 拐点的存在具有普遍性，注水速度和拐点位置均对眼球刚度系数有影响。眼内压随注水时间的拟合函数中部分拟和参数具有较明确的生理意义。

摘要:目的 更多地提取X线平片中包含的骨折愈合力学信息，为临床骨折愈合治疗过程定量判断愈合程度提供有效并且简便实用的方法。方法 12只家兔胫骨中部横断造成骨折模型，并穿针进行滑动固定。利用力传感器在胫骨中部体表从前向后横向手动加载。通过安装在滑动固定器上的微位移传感器测量断端活动位移。采用计算机数据采集系统记录加载力值P和滑动架滑动位移ΔL关系曲线。以K=P/ΔL值代表带滑动固定器兔胫骨整体等效抗弯刚性。每周测量1次。采用经过数字化改造的手提X线机每周拍摄正、侧位X线片；在delphi软件开发环境中编写图像处理和计算程序。在X线正、侧位片灰度分析基础上，沿胫骨轴向扫描计算寻找等效最弱截面并计算其等效抗弯截面惯性矩，得到定量的抗弯刚度和断裂强度判据。结果 家兔骨折愈合拆架时间分布在29~41 d。在正侧位X线片上获得计算机模拟的等效最弱截面分界线，且得到其抗弯截面惯性矩。最弱抗弯截面惯性矩与最强抗弯截面惯性矩的比值随愈合时间逐渐升高。侧位片比值术后第1周为(0.31±0.17),第2周为(0.34±0.13)，第3周为(0.43±0.20),第4周为(0.56±0.23)。正位片位片比值术后第1周为(0.40±0.19),第2周为(0.47±0.16)，第3周为(0.56±0.20),第4周为(0.66±0.11)。家兔骨折胫骨在体抗弯刚性测试所得K值术前平均为(3.976± 4.986)N?μm-1，术后第1周为(0.679±1.026) N?μm-1，术后第2周为（2.115±3.233）N?μm-1，术后第3周为（3.459±4.723）N?μm-1，术后第4周为（4.788±4.831）N?μm-1。从1～4周愈合过程, X线片计算得到的最弱抗弯截面惯性矩和最强抗弯截面惯性矩的比值与K值之间具有很好的相关性。结论 外骨痂生长有较强规律性，并且在普通正侧位X线平片易于辨认。从骨折近端和远端分别生长的骨痂在愈合进程中逐渐合拢，最终弥合。本文所述方法较好地反映了实际读片感觉。

摘要:目的 应用绵羊骨质疏松椎体标本比较两种骨水泥强化技术对椎弓根螺钉固定强度的影响。方法 经体外脱钙建立绵羊骨质疏松椎体标本40节，完全随机分为A组（单纯螺钉组）；B组（低剂量整体强化组）；C1组（低剂量局部强化组）；C2组(高剂量局部强化组)。骨密度（bone mineral density,BMD）检测；螺旋CT及MicroCT的影像学观察；测试最大轴向拔出力（Fmax）及能量吸收值（E）。结果 各组BMD下降约25%～30%（P>0.05），成功建立骨质疏松椎体模型。影像学观察：B组螺钉完全被骨水泥包裹，形成“骨 骨水泥 螺钉”界面；C2组螺钉周围骨水泥呈局部对称分布，形成“骨-螺钉”和“骨-骨水泥-螺钉”的共存界面。B，C1,2组椎体的Fmax及E均显著高于A组（P<0.05）；B,C2组椎体的Fmax及E均明显高于C1组（P<0.05）；B,C2组椎体间Fmax及E无显著性差异（P>0.05）。结论 钉道整体强化及局部强化技术均能显著提高骨质疏松情况下椎弓根螺钉的固定强度；钉道局部强化技术通过提高注射剂量，可以达到与整体强化技术相近的强化效果。

摘要:目的 通过定量分析关节角及主要肌肉激活度的变化来说明步行速度和路面坡度对下肢运动的影响。方法 首先按由慢到快选择了共5种步行速度，由低到高选择3种坡度，并利用运动捕捉系统对15各青年女性的步态进行测量，同时对影响下肢运动的8块主要肌肉的肌电信号进行了采集。然后通过计算分析获得她们在不同步行速度和路面坡度下髋、膝及踝关节矢状面的关节角度变化的均值，从测量数据中寻找出一个最接近这个均值曲线的研究对象。结果 计算获得了该研究对象不同步行速度和路面坡度下踝关节、膝关节及髋关节在一个步态周期内的矢状面关节角的变化曲线以及主要肌肉的激活度变化曲线。结论 每个步态周期内，关节角及肌肉激活度在5种不同速度下的变化很小；而在3种不同路面坡度下的变化仅趋势基本一致，峰值的差异却非常明显。

摘要:目的 研究持续低频共振条件下大鼠血压、心率、呼吸频率和体温等生理指标变化特点，为生物体器官共振损伤及其反应研究奠定基础。方法 SD大鼠32只，随机分为假振动组、3 Hz频率振动组、6 Hz频率振动组和21 Hz频率振动组，1.5%戊巴比妥钠麻醉后，行股动脉插管，然后将大鼠以仰卧姿固定在振动台上，静置30 min以后，振动组施加振幅（p-p）为5 mm正弦振动，观测振动之前和振动1，3，5，10，30，60，120，180，240，300，360 min的血压、心率、呼吸频率、体温等生理指标，假振动组观测相应时间点的上述生理指标。 结果 持续低频共振会引起大鼠的血压、心率、呼吸频率在振动1 min时迅速升高，1~3 min达到最大值，之后逐渐下降，30 min后低于正常值，而在振动初期共振不会对大鼠体温造成影响，体温在振动10 min之后才缓慢降低。在振动初期6 Hz频率共振对大鼠血压、心率、呼吸频率的影响比较大，而在后期3 Hz频率共振影响比较大。但这2个频率的共振对大鼠体温的影响是一致的。结论 持续低频共振会引起大鼠的血压、心率、呼吸频率先迅速升高后逐渐降低，还会造成大鼠体温调节能力下降。

摘要:目的 在软骨数值模拟中，对由于设置均匀和随深度变化的力学参数而导致的结果差异进行评估。方法 利用COMSOL多孔介质模块建立软骨非线性两相多孔介质模型。在静载荷下，分别用均匀和随深度变化的两种软骨力学参数对模型进行了计算，并对两者的计算结果差异进行了分析。结果 对于软骨总应力，两种参数设置的结果之间差异很小。但在分析软骨的固相应力、液体压力和流动等较深入细致的问题时，两种参数设置结果之间的差异不能忽略。结论 不同的软骨力学参数设置对软骨总应力的结果几乎没有影响，但对软骨内流速场则影响很大。所以均匀的力学参数设置可用来简化计算软骨总应力的问题，而其他一些更细致的分析需要立足于随深度变化的软骨力学参数。这些结论可以为今后的软骨建模和数值计算提供参考，为人工关节的设计和计算奠定基础。

摘要:目的 研究“侧碰假人颈部标定系统”的设计方法和加工技术。方法 采用“摆臂撞击原理”，设计“ES-2型侧碰假人颈部标定系统”；开发国产化的新技术、新方法，研制该标定系统中的两个关键设备，即“摆臂装置”和“头颈弯曲角测量装置”；根据ECE R95标准的相关技术要求，对该标定系统进行6次验证实验。结果 摆臂装置产生的摆臂初始速度3.36~3.48 m/s、摆臂对吸能块的碰撞速度 时间曲线均符合ECE R95标准要求；头颈弯曲角测量装置能较为准确地检测出ES-2型侧碰假人头颈部的“最大前摆基本角”、“最大后摆基本角”和“最大头颈弯曲角”。结论 “ES-2侧碰假人颈部标定系统”简便、实用，基本满足ECE R95标准要求；其设计方法和加工技术具有一定的应用价值。

摘要:目的 相比以前一些模型，蛋白质-矿物质多孔力学模型被验证可以提供更精确的生物材料性质评价。因此，本文对牙本质微结构相互作用对其材料性质的影响进行了重新评价。方法 采用蛋白质-矿物质多孔力学模型，讨论了牙小管、管周基质和管间基质相互作用对牙本质微结构性质的影响。 结果 通过分析发现，牙本质微结构力学性质依赖于牙小管的方向和牙小管中的压力值；同时，牙本质微结构力学性质会随着年龄以及管周基质与管间基质的蛋白质和矿物质分布而改变。结论 文章中的理论分析和讨论说明牙小管、管周基质和管间基质相互作用对牙本质微结构性质有一定的影响，说明蛋白质-矿物质多孔力学模型的有效性，以及不考虑相互作用的微结构力学模型具有一定的局限性。

摘要:目的 研究中国蒙医整骨术的骨折固定生物宏观特征及其准则。方法 基于中国蒙医整骨术骨折固定人与自然和谐（含躯体与功能统一）生命自然观，利用现代生理心理、生物力学原理及方法探究其骨折固定的生物宏观特征及其准则。结果 中国蒙医整骨术蕴含着骨折“动”固定结构与受力、静态与动态、成骨与破骨、生理与心理稳定生物宏观特征及其准则，因而是骨折的一种无创伤、无遮挡固定疗法。结论 中国蒙医整骨术的骨折“动”固定蕴含的生物宏观特征及其准则是他传继与沿用至今的根本支撑点，可作为当今骨折固定原则方法的一种新尝试。