膜蛋白交联对红细胞膜变形性及流动性的影响

本文通过不同浓度戊二醛作用于红细胞膜.用新型激光衍射法测量了这些红细胞样品的弹性模量E和膜粘度μm.同时通过DPH标记的萤光偏振法测定了这些红细胞膜的流动性,并采用MSL标记的电子自旋共振波谱技术(ESR)测量了红细胞膜蛋白运动性的变化,并取得了与新型激光衍射法一致的结果.发现膜蛋白构象发生改变,膜脂流动性下降,红细胞膜剪切弹性模量(E)和表面粘度(μm)均呈上升趋势,红细胞变形能力下降.并对上述红细胞膜结构改变所引起的微观流变特性的变化进行了初步探讨.

局部皮瓣的生物力学特性和三维有限元模拟分析

随着整形外科医学的发展,局部皮瓣在修复皮肤缺损中的应用越来越广泛,但皮瓣的设计主要依赖于医生的经验,存在盲目性.为寻求既能指导皮瓣设计又能真实模拟皮瓣转移效果的方法,需要进行相应的生物力学研究和有限元力学分析.首先通过对局部皮瓣进行实验测试,得到局部皮瓣的生物力学特性;再根据实验得到的结果对局部推进皮瓣进行三维有限元模拟分析,得到在外载荷作用下,皮瓣和其本体组织的变形及相应的应力-应变分布情况;同时通过改变皮瓣尺寸大小模拟得到局部皮瓣设计的佳尺寸.本模型结果能够为局部皮瓣的生物力学特性研究及其移植的数值模拟提供一定的参考.

细胞外基质在肺纤维化中作用的研究进展

肺纤维化(PF)的特征之一是细胞外基质(ECM)的过度沉积,肺纤维化过程中细胞外基质生物特性发生改变并能促进肺纤维化的发展,多种细胞外基质相关蛋白参与肺纤维化的病理过程,细胞外基质可作为肺纤维化治疗的潜在靶点.

力学刺激对体外软骨细胞的生长与重构影响研究进展

物体处于外力和内部相互作用力构成的复杂力学系统中。力学刺激通过影响细胞内基因表达和蛋白的合成来调节细胞功能，进而调节生物体细胞的分化和生长发育。机体组织中，骨组织容易受周围力学环境变化的影响。体外研究中，软骨细胞容易培养，分化快，容易观察，是生物力学与组织分化关系研究的理想材料。研究表明，周围力学与软骨细胞的形态结构、分化和增殖及改建都有相关性。通过模拟体内软骨组织生长所处微环境动力学特征，构建软骨组织工程的培养系统和培养方法，为体外的软骨细胞生长提供理想的体外培养的力学环境，促进软骨组织生物力学特性的改善，是软骨组织研究与发展的新方向［1］。软骨组织对生物力学的适应性保证了口腔组织的生长发育和正常的生理活动，力学因素对软骨细胞改建的影响对口腔医学的正畸、修复、外科治疗等具有重要的指导意义，对口腔来源的各类软骨细胞培养体系施加力学干预以研究其改建及调控机制。

单枚Cage行经椎间孔腰椎椎间融合术的有限元分析

探究单枚融合器行经椎间孔腰椎椎间融合术的植入位置对单侧椎弓根螺钉固定腰椎生物力学特性的影响.本研究建立人体腰椎L4～5节段融合器不同植入位置的经椎间孔腰椎椎间融合术式模型,采用有限元方法比较分析各模型在前屈、后伸、左右侧弯和左右轴向旋转工况下,腰椎活动范围、椎间融合器和椎弓根螺钉系统的应力分布等生物力学特征.结果表明,各术式模型中融合节段的活动范围均较无损模型至少降低82％,融合节段稳定性显著提高.椎间融合器和椎弓根螺钉的应力分布随工况和融合器放置位置不同而存在差异,融合器距离椎弓根螺钉系统越远,融合器和椎弓根螺钉的等效应力值就越大.因此,从腰椎融合稳定性及内固定应力峰值来看,融合器入路侧植入时融合器和椎弓根螺钉两者结合达到相对较好的术式效果.

基于CT图像腰椎L4～L5节段有限元模型建立与分析

基于CT图像结合图像处理及有限元分析软件采用六面体网格建立完整的人体腰椎L4～L5活动节段三维有限元模型,并对模型有效性进行验证与分析.用块状化分割方法对腰椎模型进行几何处理,然后对二维四边形单元使用扫略和拉伸等方法生成六面体实体单元从而建立三维腰椎有限元模型,并另外建立单元数量和单元类型不同的腰椎有限元模型用以对比.观察腰椎在轴向力和6个方向的扭矩作用下的变形和位移以及椎间盘的应力分布情况.建立的原始模型共有110 762个单元,111 644个节点,模型在500、1000、1 500、2000 N轴向压缩力作用下的位移分别为0.34、0.65、0.91、1.21 mm,在前屈、后伸、侧弯和扭转工况下关节活动度分别为5.69°、2.28°、3.41°和1.29°,终板大应力分布规律与前人研究结果一致.用六面体单元划分网格的精细有限元模型可兼顾模型的计算效率及精度,所建模型符合腰椎一般生物力学特点,可用于模拟生物力学实验及对脊柱生物力学的进一步研究.

人与猪角膜的生物力学特性之比较

目的：由于人角膜很难获取，因此在角膜研究中，猪角膜经常被用做人角膜的替代模型，因为人们认为，它与人角膜为相似。本文的研究目的是比较两者在生物力学上的异同之处。方法：切成条状的人角膜和猪角膜在INSTRON万能实验机上做单轴拉伸实验，测量它们的强度、应力-应变、应力松驰。结果：人角膜和猪角膜的强度、应力-应变性质相差不大，但在同一伸长比下，猪角膜的应力松弛比人角膜大。结论：仅考虑强度、应力-应变关系，猪角膜可作为人角膜的代用品进行研究，但若考虑应力松驰等生物力学特性，则人角膜与猪角膜存在较大差异。因此，采用猪角膜作为人角膜力学研究的动物模型是不适合的。

不同扩张方案下离体皮肤的生物力学特性比较

整形外科中,人们希望用快速扩张来代替常规扩张,因为这样可以大大缩短扩张时间.然而快速扩张后的皮肤特性是否接近于常规扩张,这是人们所关切的问题.据此本研究进行了快速和常规扩张的离体皮肤生物力学特性的比较.离体生物力学各参数,如强度、应力-应变、应力松弛、蠕变等参数在Instron实验机上的测定和计算结果表明:扩张后的短时期内,扩张皮肤的力学性能相对于其对照组发生较大的偏离;但随着维持时间的增加,扩张皮肤的力学性能又逐渐接近其对照组.对于同样的维持时间,快速扩张和常规扩张对生物力学性质影响区别不大.因此可以得出结论:快速扩张组的生物力学特性十分接近于常规扩张组;延长维持时间可以改变皮肤的生物力学性质,使之与对照组接近.因此,临床上可以采取缩短扩张期,延长维持期的方法来提高疗效.

膝关节交叉韧带在不同运动状态下的生物力学特性及其损伤机制研究

目的：探讨膝关节交叉韧带在不同运动状态下的生物力学特性及其损伤机制，为临床寻找重建膝关节韧带的高效技术提供有效依据。方法选择于2014年1月至2015年12月骨科经过临床检查、问诊及影像学检测拟定的膝关节交叉韧带损伤患者64例作为观察对象，在患者自愿和医生建议的前提下对所有患者先后在屈膝角度为0o、30o、60o及90o进行生物力学特性相关指标分析。结果相对于胫骨，股骨容易产生位移，以前后位移为主，其中0o时位移小，30o时位移大，差异有统计学意义（ t =3.664，P =0.014）。前交叉韧带随着屈膝角度变化，其在30o时的应变力大，其他角度变化不大，差异有统计学意义（ t =3.274，P =0.037）；后交叉韧带随着角度增大其应变力逐渐增大，在0o时应变力小，90o时应变力大，差异有统计学意义（ t =2.975，P =0.028）；内外侧副韧带随着屈膝角度增大其应变力逐渐减小，0o时应变力大，90o时小，差异有统计学意义（ t =3.169，P =0.031；t =3.477，P =0.018）。膝关节随着屈膝运动角度增大而使膝关节疼痛率逐渐增大，其在0o时疼痛率小，在90o时大，差异有统计学意义（χ2=3.665， P =0.024）。结论膝关节韧带损伤时股骨容易产生位移，以前后位移为主，其他方向的位移与角度的变化较小，在不同屈膝角度之间的变化不大；前交叉韧带应变力随着屈膝角度变化，其在30o时的应变力大，而后交叉韧带、内侧副韧带和外侧副韧带随着屈膝角度增大其应变力逐渐减小；膝关节疼痛率随着屈膝运动角度的增大而逐渐增大。

倒走运动的生物力学特性的研究进展

步行是人们日常生活中基本的运动方式,快步走也是人们常用的健身方法.通常情况下,人们的前向运动居多,后向运动相对较少.因此,大多数研究也主要集中于前向运动对于人体功能的作用,而忽视了后向运动对人体的积极影响.国外相关的研究[1-5]表明:在同等条件下,相对于前向行走,倒走对人体的摄氧量、能量消耗和心率等方面的影响更明显,提示倒走可能会更充分地锻炼心肺功能和提高能量消耗从而发挥其健身效果.同时,倒走也被应用于人体组织损伤和慢性疾病的临床康复中.倒走运动对人体的积极影响与其独特的生物力学特性不无关系,国外学者对此已有一定的研究.但在国内,人们对这种反序运动的认识还远远不够,相关的研究也较少.本文通过检索MEDLINE和CNKI数据库中1979-2010年国内外相关文献,对倒走的运动模式、运动学特征、肌肉活动水平、步态以及动力学特征进行综述,以期为今后进一步的深入研究提供依据.

轻中度狭窄病变中斑块分布对冠状动脉生物力学特性的影响

新型股骨近端解剖锁定钢板内固定治疗老年股骨粗隆间骨折疗效分析

目的 探讨新型股骨近端解剖锁定钢板内固定治疗老年患者股骨粗隆间骨折的疗效.方法 采用新型股骨近端解剖锁定钢板内固定治疗老年股骨粗隆间骨折36例,所有患者均为单侧闭合性骨折且均获得随访.结果 36例获平均14.5个月随访,所有患者骨折均愈合,均未出现感染、下肢静脉血栓.疗效按Sanders评分标准评定:优25例,良10例,可1例,优良率97.2％.结论 新型股骨近端解剖锁定钢板内固定治疗老年股骨粗隆间骨折具有固定效果可靠、生物力学特性佳及关节功能恢复好等优点.

髋关节囊韧带解剖学及生物力学特性研究进展

全髋关节置换(total hip arthroplasty,THA)术后髋关节脱位仍是仅次于假体松动的主要并发症.手术中软组织破坏过多是其主要原因之一,这正日益被外科医生所认识.对于THA术中关节囊韧带是否需要保留、修补和重建或是切除至今仍存在争议.笔者就近年来髋关节囊韧带解剖学、生物力学特性及功能的研究进展作一综述.

膝关节后内侧稳定结构的研究

膝关节是人体关节中关节面大,构造复杂,且以稳定性为主兼具灵活性的屈戊关节.因此,膝关节无论在其基本结构或辅助结构上都有着其特殊的解剖及生物力学特性.这些特性一旦遭到损害,便可造成膝关节复杂的结构和功能间的不适应,从而产生各种功能障碍.

颈椎前路椎间植骨融合术的研究进展

颈前路手术显露途径由Chipault于1895年在法国出版的神经外科教材上首先提出，但直到本世纪50年代后期，Robinson（1955年）、Dereymaker（1956年）、Cloward（1958年）等才报道了颈椎前路椎间融合的手术方式［1］。此后，该手术逐渐得到推广，被公认为治疗颈椎疾患的一种疗效较好、并发症较少的手术方式，临床报道优良率达70%～90%。Emery等认为影响骨融合率的因素主要是：植骨块类型、手术技巧和融合节段数目［2］。近年来，相继有一些新的改良手术方式、不同种类植入物出现。内固定的使用和新器材的发展使该技术进一步完善。现就有关方面进展情况做一综述。1　植骨方式　　传统的植骨方法主要有：Robinson-Smith三面皮质骨的方形植骨块、Bailey-Badyley的槽形植骨法和Cloward的圆柱状接合桩技术［1］。临床上以Smith-Robinson法和Cloward法较为常用。　　近年来出现了不少新的植骨技巧，减少了植骨块脱出、椎间隙塌陷和植骨不愈合等并发症的发生。Brodke等改进Robinson手术方法，把三面皮质骨的皮质面置于后方，认为脊柱的中柱承受大的压负荷，如此放置植骨块可防止椎间隙的塌陷［3］；但Wang等比较生物力学特性后认为：颈屈曲时负荷大，后伸时逐渐减小，屈曲时受力点完全位于前方，后伸时逐渐后移，因而仍以传统的皮质骨向前的融合方法能较好地抵抗作用于颈椎上的负荷，防止植骨块下陷［4］。

颈椎矢状序列测量方法的研究进展

正常的颈椎序列对于维持颈椎的生物力学特性及正常运动功能起着决定性作用。恢复颈椎的正常矢状序列乃是颈椎矫形手术的关键。由于颈椎解剖结构及生理功能的复杂性，使得临床上如何准确地评估患者的颈椎矢状序列成为了术前制定手术方案及术后评价手术效果的关键。如何正确地选择并应用合适的颈椎矢状序列测量方法仍是临床医生在处理各类颈椎疾病患者时亟待解决的问题。笔者对几种经典的及近些年新出现并被较多应用的测量颈椎矢状序列的方法综述如下。

关节软骨细胞周基质生物力学特性的研究新进展

关节软骨细胞周基质（pericellular matrix，PCM）是包绕于软骨细胞周围的一层狭窄基质条带，其与所包绕的软骨细胞共同构成软骨单位，而PCM的生化和生物力学特性明显不同于细胞外基质（ extracellular matrix，ECM）［1］。大量的研究已证实PCM富含Ⅵ型胶原和基底膜蛋白多糖，而且对软骨细胞的生化特性及生物力学信号的传导起到很重要的作用。经微管吸吮、原位成像技术、软件模型构建以及原子力显微镜（ atomic force microscope，AFM）技术均证实PCM生物力学特性明显不同于ECM，同时该特性受特定PCM成分和疾病状态所影响。在结构位置上PCM与软骨细胞相毗邻，故PCM很大程度上影响了软骨细胞的生物力学特性。大量的实验证据表明PCM在软骨细胞生物力学和生物化学信号传导中起关键性作用［2］。前期实验研究证实ECM和PCM在调节生物力学和生物化学环境中起到很重要的作用，同时这种作用又会影响软骨细胞的新陈代谢、内稳态以及总体关节的健康状况［3］。本文就PCM的结构、基本组分和力学特性之间的关系的综述如下。

膝关节韧带外科——匹兹堡观点

膝关节前交叉韧带重建手术已广泛在全球开展.现在其有20种以上的手术方法和至少5种移植物被经常应用.常用的髌腱(B-P-B)和绳肌腱均不能达到重建止点结构、恢复生物力学特性以及神经反射功能的目的.尤其是绳肌腱由于固定点和内固定物的影响更难达到上述完美要求.

骨组织工程中细胞外基质材料的选择

成骨细胞种植的细胞外基质材料的选择是骨组织工程研究中的关键环节，也是限制骨组织工程研究进一步发展的主要因素之一。理想的骨组织工程细胞外基质材料的要求有[1，2]：(1)良好的生物相容性：除满足生物医用材料的一般要求，如无毒、不致畸等之外，还要利于种子细胞粘附、增殖，降解产物对细胞无毒害作用，不引起炎症反应，甚至利于细胞生长和分化。(2)良好的生物降解性：基质材料在完成支架作用后应能降解，降解率应与组织细胞生长率相适应，降解时间应能根据组织生长特性作人为调控。(3)具有三维立体多孔结构：基质材料可加工成三维立体结构，孔隙率好达90％以上，具有高的面积体积比。这种结构可提供宽大的表面积和空间，利于细胞粘附生长，细胞外基质沉积，营养和氧气进入，代谢产物排出，也有利于血管和神经长入。(4)可塑性和一定的机械强度：基质材料具有良好的可塑性，可预先制作成一定形状。并具有一定的机械强度，为新生组织提供支撑，并保持一定时间直至新生组织具有自身生物力学特性。(5)良好的材料-细胞界面：材料应能提供良好的细胞界面，利于细胞粘附、增殖，更重要的是能激活细胞特异基因表达，维持细胞正常表型表达。目前，在骨组织工程研究中应用的细胞外基质材料主要有生物类材料、生物陶瓷类材料、聚合物类材料以及复合类材料。以上述要求衡量，这些材料各具优势和不足，现综述如下。

掌握动向稳妥开展脊柱功能重建术

脊柱融合术是治疗退行性椎间盘疾病的传统方法,目前仍被称为"金标准".然而,脊柱融合术改变了正常脊椎的生理形态和生物力学机制,造成邻近节段退变、脊柱活动度降低.因此,如何保持节段脊椎的活动度与稳定性,恢复椎间盘的生物力学特性,防止相邻节段椎间盘加速退变,日益引起学者们的重视.在这种背景下,脊柱功能重建术应运而生.