过盈植入对种植体-骨界面应力分布影响的三维有限元分析

目的:应用三维有限元分析法研究牙种植体过盈植入对种植体-骨界面接触压力的影响.方法:选择直径为3.3mm的ITI种植体和成人离体下颌骨,模拟种植体植入下颌骨内,过盈量为0.5mm,建立三维有限元模型,应用ANSYS软件分析种植体-骨界面的应力分布情况.结果:种植体周围骨最大应力为48.796 MPa,应力分布均匀.种植体所受应力主要集中于颈部,最大应力值为87.832 MPa.结论:过盈量为0.5mm时,种植体-骨界面所产生的应力值在骨组织所能承受的最大应力值范围内,种植体所受到的应力值远远小于钛的屈服强度,从生物力学角度,周围骨所受应力在骨组织能够承受范围,种植体也不会断裂,过盈联结在临床种植时有其可行性.     

恐龙蛋壳在外力作用下的三维有限元分析及其意义*

研究恐龙蛋壳在外力作用下的三维应力分布有助于了解恐龙蛋在自然埋藏下的破坏规律及其稳定性,大型通用有限元软件ANSYS为研究恐龙蛋壳的破坏规律提供了一种更为直观的方法。利用ANSYS有限元软件对产自山东莱阳的金刚口椭圆形蛋、广东南雄的瑶屯巨形蛋和粗皮巨形蛋,以及一窝未经描述过的发现于江西赣州的长形蛋科成员分别建立有限元模型,对其在50KPa均布荷载下的三维应力分布进行模拟计算,得出在外力作用下三维应力分布的精细化图像。结果表明最容易破坏区域位于蛋壳的钝端直径与尖端直径之间,且越靠近钝端直径越容易破坏,这与研究标本所观察到的破坏规律相一致,也与恐龙孵化出壳位置相吻合。钝端与尖端直径差别越大,两端的等效应力差别越明显,随着赤道半径与蛋壳厚度之比(R/h)的增大,蛋壳抵抗外部荷载的能力下降,蛋壳越容易破坏。     

3 种不同弹性模量钛合金股骨假体在羊股骨置换模型中应力分布的三维 有限元分析

目的:通过三维有限元分析方法来观察并比较3种不同弹性模量钛合金股骨假体在羊股骨置换模型中von-Mises应力分布的情况。方法:采用64排螺旋CT对一健康成年羊的下肢股骨进行全长的CT扫描,扫描层厚为0.5 mm,扫描所得的数据存储为DICOM文件。将得到的DICOM文件导入到CT图像分析软件Mimics 10.0,然后利用Mimics 10.0软件来生成股骨的骨质点云数据,再将生成的骨质点云数据导入到Simpleware分析软件,通过机械加工反求中的复杂曲面造型技术建立起精确的三维实体模型。对三维实体模型进行网格划分,确定了髓腔的形状,并根据羊下肢股骨髓腔的形状设计了作者实验用的羊股骨假体模型,然后在ANSYS 12.1软件中进行网格划分。给予加载缓慢行走载荷以及扭转载荷,分析并比较羊股骨以及3种不同弹性模量钛合金股骨假体在股骨置换模型中von-Mises应力分布的情况。结果:在缓慢行走载荷以及扭转载荷条件下,3种不同弹性模量钛合金股骨假体von-Mises应力分布变化趋势一致,假体的柄颈结合部以及假体柄上1/3为应力集中区域。3种不同弹性模量的最大应力集中点均位于柄颈结合部,60 GPa弹性模量的股骨假体植入后假体的最大应力最小(37.8 MPa、29.1 MPa),股骨的最大应力最大(12.6 MPa、24.5 MPa);80 GPa的次之,假体的最大应力(38.4 MPa、33.4 MPa),股骨的最大应力(12.5 MPa、24.5 MPa);110 GPa的股骨假体植入后假体的最大应力最大(38.9 MPa、38.1 MPa),股骨的最大应力最小(12.3 MPa、24.5 MPa)。60 GPa弹性模量的股骨假体植入后的假体最大位移和相对位移均最小(缓慢行走载荷下假体最大位移为0.551 mm、相对位移为0.008 mm,扭转载荷下假体最大位移为0.730 mm、相对位移为0.011 mm)。结论:较低弹性模量的钛合金股骨假体(60 GPa)由于其弹性模量更接近于骨组织的弹性模量,股骨假体与股骨间的"应力遮挡"效应较小,更有利于应力在股骨假体及股骨间的传递,增加了股骨假体的早期稳定性,延长了其临床寿命。     

下颌第一前磨牙不同角度楔状缺损的三维有限元应力分析

目的探讨不同角度的楔状缺损载荷后应力分布状况。方法建立下颌第一前磨牙颊颈部深度为1mm,夹角分别为30°、60°、90°、120°的楔状缺损有限元模型,以未发生楔缺的完整牙体作为对照,加载100N轴向力后,分析楔状缺损局部、楔缺顶部及楔缺尖端所在横断平面的应力分布状况。结果建立了下颌第一前磨牙不同角度楔状缺损的三维有限元模型;载荷后各楔缺模型颈部缺损区域应力分布趋势均为自牙体外表面向髓腔侧递增;不同角度的楔缺模型在楔缺尖端所在平面上的应力集中于颊侧偏近中区域,接近楔缺顶部直线,完整牙体模型在楔缺尖端所在平面上的应力亦集中于近中颊区域,但应力值明显小于各楔缺模型;在楔状缺损顶部直线,各模型应力的分布规律相类似,最大值均为接近近中边缘的节点,范围分布在20.0～26.4MPa;最小值均为最远中的节点,范围分布在6.4～7.9MPa。所有的缺损模型其应力接近,均明显高于完整牙体的应力分布。结论1 mm深度的缺损情况下,不同角度的模型应力的分布情况接近,均较完整牙体有明显的颈部应力集中,其中最明显的集中点位于缺损内的近中颊侧牙体中。     

不同嵌体修复MOD洞型的三维有限元分析

目的：建立近中-合面-远中（MOD）洞型嵌体修复下颌第一磨牙的计算机三维实体和有限元模型,并进行初步应力分析。方法：通过螺旋CT扫描,利用Mimics、GeomagicStudio7等图像处理软件建立第一恒磨牙的云纹点模型,通过UG软件建立下颌第一恒牙的三维几何模型,通过有限元软件ABAQUS进行网格划分,并在MSC．MARC有限元软件中建立下颌第一磨牙三维有限元模型。结果：建立起包含牙釉质、本质、髓腔以及牙槽骨的精细下颌第一磨牙三维有限元模型。结论：将CT扫描技术、数字图像处理技术与有限元方法结合起来,建立出高精度的下颌第一磨牙MOD洞型的三维有限元模型,为MOD洞型采用嵌体修复提供了研究手段．     

应用三维有限元分析髋臼骨结核软骨下骨塌陷的风险

目的建立人体髋臼骨结核三维有限元模型,探讨不同部位髋臼骨结核软骨下骨塌陷的风险。方法通过正常髋关节CT数据,利用Mimics软件和ANSYS有限元软件,建立正常髋关节三维有限元模型（模型A）、髋臼顶部骨结核（模型B）、髋臼中心部骨结核（模型C）、髋臼前部骨结核（模型D）、髋臼后部骨结核（模型E）三维有限元模型,模拟人体单脚站立进行加载,分析髋臼软骨下骨峰值Von Mises应力和初始微动值。结果建立了正常髋关节和不同部位髋臼骨结核三维有限元模型,各模型含节点269284,三维四面体单元184786个。通过加载分析结果显示：与正常髋关节相比,峰值Von Mises应力,依次增加84%、3%、21%、67%;髋臼软骨下骨初始微动值依次增加66%、11%、17%、29%。结论髋臼顶部结核软骨下骨峰值Von Mises应力和初始微动值最大,塌陷的风险最大。     

百色盆地舌形刃重型工具的三维有限元应力分析

石器的使用是一个力学作用过程,其功能部位(有效刃缘)在使用过程中,常常会出现不同程度的磨蚀或者崩损,这是由于石器刃缘处受到加工对象的反作用力而形成的.本文针对百色旧石器中手斧、手镐等大型工具类型出现较多的具有显著功能特点的舌形刃缘,尝试了用有限元方法做应力分析.通过对百色盆地13个地点(或遗址)的44件石器的舌形刃缘所进行的3D力学模型分析表明,这类工具受力是不均匀的,舌形刃缘部位是高应力部位,当外力加载到一定阈限时,舌形刃缘会发生崩损,而器身不发生破坏,这与实际标本观察结果相吻合.结果还表明在模拟纵向受力(代表劈裂和砍砸)和横向受力(代表挖掘)两种工况下,纵向受力的应力值远小于横向受力,说明这类工具可能更适于劈裂和砍砸.本文为有限元方法在石器力学研究方面的应用作了有益的尝试.     

种植固定义齿游端长度对支持组织应力分析的影响

本研究采用CT扫描及CAD技术,建立了无牙下颌骨的三维有限元模型,并模拟种植固定义齿的设计,对正中咬合状态下种植体骨周围组织应力进行分析,结果表明:种植体周围骨组织的应力随着义齿游离端长度的增加而相应增加,尤其靠近游离端的种植体远中骨组织压应力增值最为明显。提示在临床使用种植固定义齿时必须限制游离端的长度以减小种植体周围骨组织的压应力,防止骨吸收的产生。     

青藏高原植被样带地上部分生物量的分布格局（英文）

 实测了青藏高原植被样带22个地区不同植被类型的地上部分生物量并进行了格局分析。对于未受人为干扰的以常绿阔叶林为基带的亚高山天然植被,随着海拔升高,地上生物量呈递增趋势,在一定海拔高度达最大,海拔继续升高地上生物量则迅速下降。这一垂直分异规律在一定程度上反映了全球地带性森林植被最大生物量分布的纬向分异性。基于Weber定律的回归分析表明,地上生物量与水热因子的相关关系可用Logistic函数拟合,1月平均气温、7月平均气温、年平均气温、年降水量及其组合因子可解释高原植被样带地上生物量变化的28%～53%,其中年降水量及其同年平均气温的组合与地上生物量的相关性最高（R2为0.46～0.53,p<0.001）。但是,年降水量和平均气温的变化不足以解释西藏色齐拉山暗针叶林具有最高的地上生物量。我们认为,自然植被地上部分生物量的分布格局受到更为复杂的气候因子的制约,例如太阳辐射、湿度、风、水分和能量平衡等。     

熊果酸对酒精性骨质疏松大鼠骨形成、骨矿化的影响（英文）

目的:探讨熊果酸对酒精所致骨质疏松大鼠骨形成、骨矿化的影响。方法:雄性Wistar大鼠60只,按体重随机分为空白对照组、熊果酸对照组、模型组、熊果酸低、中、高剂量组,同时分别给予生理盐水、150 mg/kg熊果酸、50%酒精,50 mg/kg熊果酸,100mg/kg熊果酸,150 mg/kg熊果酸灌胃。熊果酸对照组生理盐水剂量同空白组,熊果酸低、中、高剂量组酒精剂量同模型组。灌胃共持续8周。磷钼酸法检测血清磷(P)含量,比色法检测血清钙(Ca)含量,酶联免疫吸附(ELISA)法检测血清骨钙素(BGP)、骨形成蛋白-2(BMP-2)浓度;HE染色法观察股骨结构的病理学变化。结果:与空白对照组相比较,模型组血清BGP、BMP-2和Ca、P均明显降低,且有统计学差异(P0.05),但熊果酸对照与空白对照组各项指标结果相近。熊果酸中、高剂量组大鼠血清BGP、Ca和P水平均较模型组有显著升高,差异具有统计学意义(P0.05),但仅熊果酸高剂量组血清BMP-2显著升高(P0.05)。股骨组织HE染色结果显示,空白对照组骨小梁致密、规则且较粗,粗细均匀;模型组骨小梁稀松、不规则、粗细不均匀,甚至可见骨小梁断裂;熊果酸中、高剂量组骨小梁致密、规则、较厚、粗细均匀,未见骨小梁断裂。结论:熊果酸能够促进酒精性骨质疏松大鼠的骨形成,抑制骨矿物质的流失,在改善酒精致骨质疏松方面有一定的保护作用。     

Dega骨盆截骨术后最佳中心边缘角的三维有限元分析

目的:应用三维有限元技术评估发育性髋关节脱位(developmental dysplasia of the hip,DDH)患儿在Dega骨盆截骨术后不同中心边缘角(center-edge angle,CEA)状态下髋臼的应力分布,为术前的手术规划提供有参考价值的生物力学结果。方法:使用已建立的DDH患者髋关节三维有限元模型,以术后CEA27°为中间值,每3°为一个变量,在Mimics誖10.0软件的模拟手术模块分别构建7组髋臼截骨术后的模型。在单腿站立和双腿站立状态下测量不同CEA状态下髋臼的应力分布。结果:单腿站立情况下,CEA为24°、27°、30°和33°的术后模型患侧髋臼的峰值应力接近正常侧。双腿站立情况下,CEA为24°时双侧髋臼的峰值应力最为接近。结论:对于该患者而言,在7组术后CEA中,24°时患侧髋臼的峰值应力与健侧最为接近,可以认为是最佳的术后CEA。有限元技术能够为Dega手术的术前规划提供个性化的指导方案。     

牵张应力对成骨肉瘤细胞MG-63中RhoA和ROCK表达的影响

目的:探索机械牵张应力对人成骨肉瘤细胞MG-63中RhoA/ROCK信号通路的影响。方法:将同一条件培养的细胞MG-63分为实验组(加力)与对照组(不加力),实验组采用Flexcell牵张应力加载系统,选择12%形变率作为加载应力值,分为五个时间组,分别加载1 h,4 h,8 h,12 h,24 h,RT-PCR检测RhoA、ROCK mRNA水平表达的变化,Western-Blot检测RhoA与Rock蛋白含量变化。结果:RT-PCR显示MG-63细胞受应力刺激后1 h RhoA、ROCK均未见明显变化(P0.05),4小时后略有升高(P0.05),在8 h达到最大值(P0.05),12、24 h降低,但仍高于对照组(P0.05);Western-Blot显示MG-63细胞受应力刺激后1 h RhoA、ROCK均未见明显变化,4 h仍未见明显变化,在8 h达到最大值,12、24 h降低,高于对照组。结论:机械牵张力加载下MG-63细胞内RhoA、ROCK表达升高并随时间增加出现峰值,提示其可能在成骨细胞力学信号转导过程中发挥重要作用。     

种植密度对冬小麦根系时空分布和氮素利用效率的影响

在大田条件下,以大穗型品种泰农18和中穗型品种山农15为材料,研究不同种植密度(泰农18：每公顷135、270、405万株;山农15: 每公顷172.5、345、517.5万株)对冬小麦根系时空分布和氮素利用效率的影响.结果表明：在整个生育期,随种植密度的增加,泰农18的根长密度、根系总吸收面积和活跃吸收面积均显著增加;在生育后期,山农15的根长密度、根系总吸收面积和活跃吸收面积在种植密度为每公顷345万株时最大.泰农18的籽粒产量、氮肥吸收利用效率、氮肥偏生产力和氮素利用效率在种植密度为每公顷405万株时最高,山农15在种植密度为每公顷345万株时最高,但与种植密度为每公顷517.5万株的处理差异不显著.随种植密度的增加,冬小麦成熟期土壤硝态氮、铵态氮和无机态氮在不同土层的积累量均降低.泰农18和山农15种植密度分别为每公顷405万株和345万株时,是兼顾高产和高效利用氮素的适宜种植密度.     

种植密度对冬小麦根系时空分布和氮素利用效率的影响

在大田条件下,以大穗型品种泰农18和中穗型品种山农15为材料,研究不同种植密度(泰农18:每公顷135、270、405万株;山农15:每公顷172.5、345、517.5万株)对冬小麦根系时空分布和氮素利用效率的影响.结果表明:在整个生育期,随种植密度的增加,泰农18的根长密度、根系总吸收面积和活跃吸收面积均显著增加;在生育后期,山农15的根长密度、根系总吸收面积和活跃吸收面积在种植密度为每公顷345万株时最大.泰农18的籽粒产量、氮肥吸收利用效率、氮肥偏生产力和氮素利用效率在种植密度为每公顷405万株时最高,山农15在种植密度为每公顷345万株时最高,但与种植密度为每公顷517.5万株的处理差异不显著.随种植密度的增加,冬小麦成熟期土壤硝态氮、铵态氮和无机态氮在不同土层的积累量均降低.泰农18和山农15种植密度分别为每公顷405万株和345万株时,是兼顾高产和高效利用氮素的适宜种植密度.     

极低频率（ELF）磁场对细胞生长周期分布谱的影响及其机理的计算机模拟分析

测定在各种温度条件下和在ＥＬＦ（极低频率）磁场作用下细胞生长周期分布谱的变化。实验结果表明温度不仅能使周期分布谱的离散性发生改变,而且也能使谱的峰值产生位移,而ＥＬＦ磁场只能使周期分布谱的离散性发生变化,对谱的峰值没有显著影响。这一差异是由于温度和ＥＬＦ磁场对细胞生长产生影响的机理不同。用计算模拟不同机理对细胞生长周期分布谱的影响与我们早先提出的机理相吻合,即温度影响细胞内各种生长因子、生物离子的     

极低频率（ELF）磁场对细胞生长周期分布谱的影响及其机理的计算机模拟分析

测定在各种温度条件下和在ＥＬＦ（极低频率）磁场作用下细胞生长周期分布谱的变化。实验结果表明温度不仅能使周期分布谱的离散性发生改变,而且也能使谱的峰值产生位移,而ＥＬＦ磁场只能使周期分布谱的离散性发生变化,对谱的峰值没有显著影响。这一差异是由于温度和ＥＬＦ磁场对细胞生长产生影响的机理不同。用计算机模拟不同机理对细胞生长周期分布谱的影响与我们早先提出的机理相吻合,即温度影响细胞内各种生长因子、生物离子的活性,而ＥＬＦ磁场则可能通过对细胞膜的影响使细胞内的细胞生长必不可少的生物离子的浓度发生变化。     

接种方式对细胞在三维材料中接种率和分布的影响

考察了静态和动态接种方式对成纤维细胞在胶原壳聚糖支架材料中接种率和分布的影响。将人成纤维细胞制成细胞悬液,分别采用静态接种、转瓶接种和灌注接种方式将细胞接入三维胶原壳聚糖海绵。通过MTT法和切片HE染色分别考察细胞接种率及细胞在三维材料中的分布。实验结果表明：在低的接种密度下静态接种有较高的接种率(889%),但随着接种密度的增加接种率下降显著,细胞结团且分布不均匀;转瓶接种的接种率约为60%,细胞分布也不均匀;灌注接种的接种率始终维持在77%以上,能得到高的起始细胞密度,且细胞分布均匀,是一种理想的接种方式。细胞接种方式的优化为改善工程化组织的结构和功能、缩短体外构建时间奠定了基础。     

黑木耳对高脂血症家兔血液流变学的影响（英文）

通过检测家兔红细胞全血粘度、血浆粘度和血细胞压积等血液流变学参数研究黑木耳对高脂血症家兔血液流变学的影响,进而为其药用功能方面提供食用安全性的新量化依据。40只家兔随机分为5组,分别为控制组、高胆固醇模型组、黑木耳低剂量组、黑木耳中剂量组和高剂量组。高胆固醇模型组建模后,每4周检测一次血液流变学参数,持续检测20周。通过不同取血次数之间数据比较和组间数据比较,结果表明在饲喂黑木耳后家兔红细胞的全血粘度、血浆粘度和血细胞压积这些血液流变学参数都显著减低了(P0.05),并且发现中剂量组为成年雄新西兰鼠的最佳剂量。食用黑木耳预防高血脂症有一定的剂量依赖,黑木耳中剂量组能较好地改善高脂血症。     

幼年竞争瓶颈对动力学行为的影响（英文）

通过建立具有非线性成熟率的食物网模型研究了幼年竞争瓶颈对种群动力学行为的影响,结论显示当竞争瓶颈比较弱的时,捕食者生活史中的幼年瓶颈对系统的影响要大于成年.模型存在两种可能的共存态或双稳定性,即消费者-捕食者和消费者平衡态共存,但是瓶颈不能诱导系统的双稳定性.进一步研究说明了选择不同的瓶颈或初始条件,瓶颈能够改变次级消费者对捕食者的净影响.     

种植模式和施肥对黄土旱塬农田土壤团聚体及其碳分布的影响

本研究以长武黄土高原农业生态试验站33年长期定位试验处理为研究对象,选取撂荒(R)、小麦连作(CK/W)、小麦玉米轮作(L),小麦连作选取单施氮肥(N)、单施磷肥(P)、施氮磷肥(NP)、单施有机肥(M)、氮肥配施有机肥(NM)、磷肥配施有机肥(PM)、氮磷肥配施有机肥(NPM)共10种不同种植模式和施肥田间处理,运用...