含液体骨单元的力学模型

基于骨单元的生理结构特性,将骨单元作为厚壁圆筒春内部合弗氏管内充满组织液。并考虑屯液体在筒壁内的扩散,从而得取了骨单元沿轴向的等效本方程。该本构方程表明,含液体骨单元具有粘生力学性质;若筒壁的轴向治松经为１／２,则哈弗氏管内的液体将不影响骨单元的力学行为,骨单元的孔隙率越大,液体艰骨单元的影响也越大。     

同种异体骨切割设备夹持装置的设计

根据对骨植入材料的力学分析，从仿生学原理入手，建立六自由度的手夹持结构的力学模型，设计了骨切割设备夹持手机械结构。它能适应不规则形状骨材料的加工，满足临床对不同规格产品的需求，可提高操作的安全性、骨料的利用率。     

血液保存过程红细胞力学性质变化及其机制探讨

该文探讨了血液保存过程中随着保存时间的增加红细胞的细胞力学性质改变及其分子基础。应用原子力显微镜分别对不同保存时间的库存血红细胞力学性质进行检测,获得相应的力–距离曲线。对不同保存时间的红细胞硬度、变形性进行评估。对不同存储时间的红细胞脂质过氧化和膜蛋白巯基含量进行检测。对红细胞膜蛋白进行SDS-PAGE和免疫荧光染色,分析其膜骨架蛋白分布、含量和相互作用的变化,探讨力学性质变化分子机制。研究发现,血液保存过程中,保存3周后红细胞杨氏模量显著增加,细胞硬度增大,力学性质下降(1 d:0.54±0.27 k Pa;21 d:0.71±0.57 k Pa;42 d:1.33±0.70 k Pa)。此时,红细胞脂质过氧化程度增加,膜蛋白巯基含量下降,膜蛋白巯基交联聚簇化,形成高分子聚合物(high molecular weight,HMW)。研究证明,库存血存储时间过长会导致细胞力学性质下降,成为影响输血质量的重要因素。     

杉木人工林木材力学性质与纤维形态关系的研究

应用正交试验设计方法对不同林龄、立地条件和林分密下杉木人林木材力学性质,纤维形态的测定结果为基础,采用多元线性回归方法,对杉木人工林木材力学性质与纤维形态的关系进行相关分析和回归分析,结果表明：杉木人工林木材顺纹抗压强度,抗弯强度等十一项力学性质指标与纤维长度,纤维宽度、壁厚、腔径、壁腔比之间存在极显著的相关关系。     

手术预防部分腓骨切除并发症的有限元分析

部分腓骨切除术后,预防并发症的手术方法屡有报道,本研究首次运用计算机有限元模拟技术,分析不同预防性术式对下肢骨力学性质的影响,实验分两部分进行,首先测定人新鲜腓骨和３１７Ｌ医用不锈钢的弹性模量,然后运用有限元程序软件分别建立各术式下腓骨的有限元模型,进行应力计算,并经统计学方法处理,结果显示：理想的部分排骨切除术后并发症的预防措施是截骨后就立即恢复腓骨的完整性,在避免二次取骨带来的新的损伤,尚无成     

骨再生的力学生物学问题

生物力学主要探讨力学刺激与细胞的形态、结构和功能之间的关系。骨组织改变其形态和结构以适应力学刺激,表现为骨的适应性重建。骨的生长是骨塑形和骨重建两个过程协同作用的结果,以调整骨的形状、大小和组成,适应其所处的力学环境。骨组织工程的目的就是修复骨组织的正常生物力学功能。近年来,骨组织工程的研究主要集中于模拟骨生长的在体生理条件,从而刺激细胞形成有功能的骨组织。生物反应器能够模拟体内生理状态,为种子细胞在生物支架材料上生长提供一个适宜的力学环境。     

骨细胞微环境仿生模拟技术

骨细胞是生长于骨组织中的重要功能性细胞,承载着力学感知、骨重建平衡、机体矿物质代谢和内稳态调节等多种重要功能.骨陷窝-骨小管网络系统为骨细胞生长和功能发挥提供了稳定的结构微环境,骨基质的主要成分Ⅰ型胶原蛋白和羟基磷灰石是骨细胞黏附、细胞与细胞以及细胞与细胞外基质相互作用的生化微环境基础.而骨细胞多种生理功能的发挥离不开其对周围力学微环境变化的感知与响应.此外,骨细胞对周围环境非常敏感,微环境结构、生化组成和力学刺激的变化会对骨细胞结构和功能产生较大影响.因此,在微环境基础上研究骨细胞的结构和功能,是阐明骨细胞力学感知机制、发现骨细胞新的生物学功能的前提.然而,骨陷窝-骨小管网络系统复杂的结构和坚硬的质地,给在体研究带来了很大的困难.体外构建骨细胞仿生微环境成为骨细胞结构功能研究的必经之路.本文系统介绍了骨细胞的结构、生化和力学微环境,回顾了体外骨细胞微环境仿生模拟技术的最新进展,旨在为骨基础生物学、组织工程和再生医学的发展提供参考.     

单分子装置：传感器、连接器、致动器

生物大分子之所以可以实现生物学功能是与其独特的力学性质息息相关的。作为纳米科技领域一个重要工具,原子力显微镜（AFM）可以对纳米尺度的生物大分子进行操纵并检测其力学性质。本文介绍了利用原子力显微镜对几类特殊蛋白以及DNA的力学性质的研究结果,发现这些生物分子具有很好的力学传感、连接和致动能力,将来有望作为单分子装置在纳米世界发挥更多功用。     

NMDA型谷氨酸受体在骨祖细胞和成骨细胞表达并介导力学信号转导

目的：鉴定骨髓间充质干细胞D1和成骨细胞MC3T3-E1、MC3T3-E1亚克隆14是否表达NMDA型谷氨酸受体（NMDAR）,并初步探讨NMDAR是否参与力学信号转导。方法：采用RT—PCR技术、免疫荧光染色技术、蛋白免疫杂交技术和体外细胞循环拉伸装置,鉴定了上述3个细胞系中NMDAR的表达情况,并初步探讨了在MC3T3-E1亚克隆14细胞系中,NMDAR在力学信号转导中的可能作用。结果：3个细胞系均表达NMDA受体亚基1（NR1）和不同的亚基2（NR2A—NR2D）。细胞微丝骨架的破坏并没有阻断力学应变诱导的c-jun、C—fos的表达上调;而阻断NMDAR后,却抑制了力学应变诱导的c-jun、C—fos和成骨细胞特异的转录因子Cbfa1／Runx2的表达上调。结论：NMDAR在骨中表达并发挥功能,参与了骨的力学信号转导过程。     

机械牵张力对成骨细胞及骨髓间充质干细胞的作用

牵张成骨过程与通常的骨愈合过程有明显的不同,可以将其解读为牵张和成骨两个方面.骨髓间充质干细胞在一定的条件下可以分化为成骨细胞,而成骨细胞是骨改建的主要效应细胞.作用在两骨段的牵张力促进或激发了成骨细胞和骨髓间充质干细胞的增殖和分化从而实现骨的再生.近年来,关于牵张成骨过程中骨组织的超微结构变化的研究已经相对明了,在力学机制尚未完全明确.本文综述了牵张力对成骨细胞和骨髓间充质干细胞的增殖和分化方面的影响.     

团头鲂骨骼系统的发育

本文对团头鲂骨骼系统的发育进行了研究,观察了刚孵化的仔鱼到已具成鱼特征的幼鱼的骨骼发育过程,对脑颅、咽颅、韦伯氏器和脊椎骨、肩带和胸鳍支鳍骨、腰带和腹鳍支鳍骨以及奇鳍支鳍骨在不同生长阶段的形态特征进行了描述。讨论了韦伯氏器、复合神经骨及第二神经板等的发生过程;并根据团头鲂骨骼发育情况,讨论了头骨各骨片的性质。     

Ender针固定胫骨骨折的生物力学实验研究

通过对以Ender氏针固定的9根干燥尸体胫骨的力学试验。测定了骨及针的应力和应变，骨的相对位移及成角，证明该法能提供既稳定又存在微量的相对位移的特殊力学环境，针及骨分别负重，与生理状态应力相适应，此时针与骨之间的应力重分配既符合骨折愈合的生物力学原理，又具有较大的临床意义。     

细胞共培养技术在骨组织生物学中的应用

骨组织不同细胞相互交织构成了复杂的网络结构,通过旁分泌和间隙连接途径相互传递信号,调节了个体发育的骨重塑和成体的骨重建过程。细胞共培养技术是研究细胞间相互作用的重要手段,目前主要有接触式和非接触式两种。就骨组织而言,由于骨细胞(osteocyte)在力学感知及调节骨重塑/重建平衡中的中心枢纽作用,建立适宜于骨细胞与骨组织其他细胞间的共培养技术,对于骨组织基础生物学的研究具有重要意义。该文就当前应用于骨组织生物学中的细胞共培养技术进行综述。     

三维打印羟基磷灰石/磷酸三钙骨支架工艺中粉体材料组分比及黏结剂对骨支架性能的影响

笔者研究了胶水选用及粉材组分对三维打印羟基磷灰石/磷酸三钙(HA/β-TCP)骨支架性能的影响。为了改善骨支架的力学性能和生物兼容性,分别选用磷酸和聚乙烯醇作为黏结剂,使用Zprinter 250三维打印机制备了不同HA/β-TCP质量配比(100∶0、80∶20、60∶40及40∶60)的骨支架。通过孔隙率测量、吸水性实验、抗压强度试验、电镜扫描及细胞培养等多种实验方法,分别从连通性、微观结构、表面特性、力学性能及生物兼容性等方面分析了不同胶水及组分比例制备的骨支架性能。结果表明:使用磷酸作为黏结剂的骨支架,不论从微观结构还是生物兼容性和力学强度,其性能均优于聚乙烯醇制备的骨支架。当粉材中HA与β-TCP的比为60∶40时,磷酸骨支架抗压强度取得最大值(4.8 MPa),此时其弹性模量为200 MPa,此外,细胞培养实验表明HA与β-TCP的比为60∶40的磷酸骨支架在促细胞增殖生长方面的表现也最优。因此,后续的临床试验中可选用磷酸作为黏结剂,而HA与β-TCP比为60∶40的骨支架更能促进细胞的生长和增殖。     

人工纳米骨进入临床

人骨有了高科技“替身”,由清华大学材料系崔福斋教授领衔研制的人工纳米骨,力学性能和生理功能堪与天然人骨媲美,并于日前获得国家药品监督管理局允许进入临床的批文,这将给数十万骨病患者带来福音。 据悉,目前临床上大多数使用以金属、陶瓷或高分子制造的人工骨替代材料,但因其力学特性、生物活性、生物可降解性等与天然人骨相差甚远,每每给病人留下隐患。崔福斋则从分析人骨的微观结构入手,仿     

颅颌面骨的良性纤维骨病损

颅颌面骨的良性纤维骨病损(BFOL)是在临床表现多样但具有相似的组织病理学特征的一组纤维骨性病损,在颌骨比较常见。组织病理学表现为正常的骨组织被胶原纤维和含有不同量的矿化物质的成纤维细胞所替代,矿化物可以是骨或牙骨质状外观。良性纤维骨病损包括不同性质的病变,如发育性病变,反应性或异常增生,以及肿瘤性病变。良性纤维骨病损分为三类:骨纤维异常增殖症(fibrous dysplasia,FD)、骨化纤维瘤(ossifying fibroma,OF)和骨异常增生(osseous dysplasia,OD)。本研究将从良性纤维骨病损的临床表现,组织病理学表现,影像学表现方面及现阶段的分子病理机制来对颅颌面骨的良性纤维骨病损进行复习。     

记第二届中日美生物力学学术会议

1987年9月29日至10月2日在日本大阪召开了第二届中日美生物力学学术会议(中方主席为成都科技大学康振黄教授)。会议代表共60余名(列席代表不计)。中国代表15人,包括理工医各界和中国科学院等单位。美国代表15人;日本代表20余人。大会的目的是检阅四年来生物力学的进展,来自不同国家和不同研究领域的学者们交流心得和成果,促进生物力学的发展。大会共录取了82篇学术论文,其中,中国30篇,美国17篇,日本26篇,英国2篇,法国、土耳其、瑞士等国各一篇。论文涉及的范围很广,包括新的研究方法,波的传播,骨骼、关节、韧带力学,物质和热的传输,肺和呼吸力学,脉搏和波,心瓣和血流动力学,血液流变学,心血管力学,矫形和人工骨,适     

不同含湿率及加载条件对人皮质骨纳米压痕测试的影响

目的:探讨不同含湿率及加载条件对人皮质骨纳米压痕测试的影响。方法:采用美国Hysitron纳米压痕仪,设定不同加载模式(高峰载荷分别为300、400、500 nm;加载速度分别为6、8、10 nm/s)对不同含湿率(20‰、30‰、40‰、50‰、60‰)人皮质骨进行弹性模量及硬度测量。结果:在同一加载模式下,不同含湿率标本的测试值随着含湿率增高,弹性模量及硬度值均显著降低(P0.01);三种不同加载模式对含湿率为20‰标本测试值无明显变化;对含湿率60‰标本测试值有显著性影响(P0.02)。结论:纳米压痕仪测试骨微观力学特性时,测试值不仅受标本本身含湿率的影响,当测试条件改变,对湿润标本测试结果也完全不同。当使用纳米压痕技术时,通常采用脱水包埋处理的标本测试出的机械性能,对我们在微观层面认识人体骨在湿润的生理环境下的机械性能是不够全面的。     

现生鸟类和孔子鸟(Confuciusornis)叉骨软骨的研究:初步分析以及对中生代鸟类飞行方式的启示（英文）

飞行的早期演化是古生物研究的热点问题之一。现生鸟类演化出多种不同飞行方式,然而对中生代鸟类飞行方式的研究亟需寻找具有指示意义的指标。骨骼与关节组织尤其是乌喙骨-叉骨关节是实现鸟类飞行功能的重要组成,因此其关节的组织形态可能有助于反映现生鸟类的飞行方式。鸟类膜质骨中的次级软骨受到表观遗传的重要影响,只能在关节受到肌肉运动刺激的情况下形成,因此能够反映鸟类关节的形成力学环境;对三种不同飞行方式的现生鸟类(珠颈斑鸠、树麻雀和普通楼燕),以及热河生物群中最为常见的古鸟类之一孔子鸟(Confuciusornis)的叉骨乌喙骨关节的组织学特征进行了分析,显示在所有三种现生鸟类中,叉骨与乌喙骨之间均存在可动关节,并且在叉骨上存在次级软骨。而孔子鸟的叉骨上也存在次级软骨,这是次级软骨组织在中生代鸟类叉骨化石中的首次报道。进一步分析发现,不同现生鸟类物种的次级软骨组织形态存在差异,还需更多数据建立相关形态功能关系以便用于帮助推断中生代鸟类的飞行方式。     

微机化动态光度法细胞力学分析仪研究药物对红细胞膜的作用

介绍了一种新型的微机化动态流光度法细胞力学参数分析仪,它能自动测量静态红细胞参数(RF)、膜硬度、(S)半松弛时间、(t50%)和细胞粘度(VP)等微力学参数,来描述细胞力学特性.对仪器的灵敏度、精确度和重复性,对Triton、水杨酸钠.ROK、TRE、DUS、EGb761等药物对于红细胞力学性质的作用分别进行了研究,证明了本仪器对药理作用研究具有重要价值,并认为该仪器在今后临床检验中有广泛的应用价值.