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骨质疏松动物模型治疗的黏弹性实验研究
研究了正常大鼠去势所致骨质疏松大鼠和以电针、灸法、雌激素、电针加雌激素、灸法加雌激素治疗组大鼠骨的压缩、应力松弛、蠕变等力学性质.选用280～320g,4～5月龄Wistar雌性大鼠50只,随机分为正常对照组8只,骨质疏松模型组7只,电针治疗组7只,灸法治疗组7只,雌激素治疗组7只,电针加雌激素治疗组7只,灸法加雌激素治疗组7只,对实验组大鼠于0周摘除其卵巢.各组大鼠饲养40周后,以腹主动脉放血法处死大鼠.取大鼠胫骨进行压缩应力松弛、蠕变实验,得出各组大鼠胫骨应力松弛、蠕变数据和曲线,以三参数模型进行处理,拟合应力松弛、蠕变曲线,得出了各组应力松弛、蠕变方程.结果表明,正常组和治疗组7200s应力松弛量和蠕变量大于模型组(P＜0.05).
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髂股韧带与股骨头韧带黏弹性实验研究
目的 研究新鲜成人尸体髋关节髂股韧带和股骨头韧带的黏弹性力学性质,为临床提供生物力学参数.方法 取正常国人髂股韧带和股骨头韧带各10个试样进行应力松弛、蠕变实验.结果 得出了应力松弛、蠕变实验曲线,以回归分析的方法处理实验数据,得出了回归系数.结论 髂股韧带7200s应力松弛蠕变量显著大于股骨头韧带.
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生物软组织力学特性二维动态测试系统的研究
本文简述了生物软组织力学特性二维动态测试系统的设计.通过测量作用在软组织上的外力及软组织的形变,反映软组织力学特性.并以兔子腹部皮肤为对象,用本测试系统测量其滞后、松弛、蠕变特性,验证了本系统的可行性.
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模拟失重雄性大鼠L4椎骨黏弹性实验研究
目的 研究失重对大鼠承重骨流变特性的影响,为航天医学研究失重对动物椎骨流变学参数改变提供实验依据.方法 30只雄性大鼠,随机分为正常对照组15只和头低位30°尾吊组(模型组)15只.实验第42天时取两组动物L<,4>椎骨进行压缩应力松弛、蠕变实验,得出大鼠L<,4>椎骨压缩应力松弛、蠕变数据和曲线,以一元线性回归分析方法 计算回归系数和归一化应力松弛函数及蠕变函数表达式.结果 模型组大鼠L<,4>椎骨应力松弛、蠕变量低于正常对照组(P<0.05).
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牛血清蛋白膜的黏弹特性研究
牛血清蛋白(BSA)的稀溶液在空气-水界面处会有蛋白质分子吸附,形成的液体薄膜具有典型的黏弹性.本文用Burgers模型研究了薄膜的本构关系,分析其蠕变和松弛特性,并提出了蠕变特性改善的方法.结果表明,向BSA中添加明胶等物质可以增加溶液黏性,蠕变特性有明显改善.
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股骨颈松质骨拉伸蠕变实验研究
研究了正常国人新鲜尸体股骨颈松质骨的拉伸粘弹性力学性质.对股骨颈松质骨纵向、横向、45°方向试样进行拉伸蠕变实验.得出了股骨颈松质骨三个方向的蠕变数据和曲线.对实验数据进行归一化处理,用指数一元回归分析的方法处理数据,得出了归一化蠕变函数及曲线.实验结果表明,股骨颈松质骨纵向组蠕变量均大于横向组和45°方向组,股骨颈松质骨为各向异性材料.
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前交叉韧带粘弹性特性的实验研究
目的 探讨前交叉韧带的力学性能和粘弹性行为与时间的变化规律,为研究人工韧带提供生物力学参数.方法 对正常国人新鲜尸体膝关节前交叉韧带进行系统的拉伸、应力松驰、蠕变实验,得出大载荷、强度极限、大应变、弹性模量等;还得出了应力松驰、蠕变实验数据和曲线,归一化应力松驰函数、蠕变函数数据和曲线,并得到7200s时的蠕变量和应力松驰量.结果 ①前交叉韧带在实验中表现出典型的松弛、蠕变现象,说明其粘弹性性质在膝关节运动中起着重要的缓冲作用.②初600s时应力应变的变化幅度较大,之后应力缓慢下降,应变缓慢上升,前交叉韧带7200s时应力松弛量1.05Mp,蠕变量为6.82%.结论 前交叉韧带具有良好的粘弹性力学性质,其粘弹性力学行为是为了适应其所在解剖部位的功能需要.
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肋软骨生物力学性能研究
目的 测定两性不同年龄段肋软骨力学性能,为临床上预测整形后的效果,选取佳的手术时机提供理论依据.方法 取5～25岁之间行耳廓再造术后的剩余肋软骨,将其按年龄、性别共分为六组,对不同组肋软骨的拉伸强度、应力-应变、蠕变和应力松弛力学性能进行测试,并对结果进行统计学分析处理.结果 儿童组肋软骨的各项生物力学性能均明显优于青年组和成人组,而三组中青年组力学性能为差.结论 利用肋软骨进行耳廓再造整形手术时,应优先考虑在儿童期进行手术.
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玻璃离子水门汀弹性系数与粘弹性实验研究
引言玻璃离子水门汀,自1975年在欧洲应用于临床以来,其组成和性能得到很大改进,已有众多的品种应用于临床.
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人颅骨粘弹性的分数阶模型研究
利用Riemann_Liouville的分数阶微积分算子及理论,将标准的整数阶St.Venant力学模型推广至它的分数阶形式;根据Boltzmann迭加原理,应用离散化求逆Laplace变换的方法以及H_Fox函数,得出了分数阶St.Venant模型的应力松弛函数和蠕变函数的解析表达式,并分别与现有的人颅骨粘弹性实验数据相拟合.结果表明,分数阶的St.Venant模型比标准的整数阶St.Venant模型能够更有效地刻画人颅骨的粘弹性的应力～应变本构特性.
关键词： 粘弹性 分数阶St.Venant模型 分数阶微积分 应力松弛 蠕变 -
正常国人腰间盘纤维软骨粘弹性实验研究
研究了正常国人急性外伤致死的成人新鲜尸体10个腰间盘L3-4、L4-5纤维软骨的力学性质.以一维拉伸的方法得出了L3-4、L4-5腰间盘纤维软骨的破坏载荷、伸长比、Lagrange张应力、Lagrange张应变等数据.以多项式,用回归分析方法得出椎间盘L3-4、L4-5纤维软骨的应力-应变关系表达式及应力-应变曲线.还对椎间盘L3-4、L4-5纤维软骨进行拉伸应力松弛、蠕变实验.得出了椎间盘L3-4、L4-5纤维软骨的归一化应力松弛函数、蠕变函数G(t)、J(t)表达式.以冯元桢教授的软组织大变形准线性理论,构建了L3-4、L4-5椎间盘纤维软骨的松弛函数K(λ,t)=G(t)T(e)(λ)的表达式,对实验结果进行分析讨论.
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松质骨粘弹性性质的实验研究
本文对人胫骨近端的松质骨的粘弹性性质进行了实验研究和理论分析.蠕变和松弛实验获得了人胫骨松质骨材料具有的粘弹性性质,选用三参量模型得出了蠕变、松弛表达式.结论可供临床医学提供参考.
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胎儿臂丛神经上干粘弹性实验研究
研究了30具新鲜胎儿尸体臂丛神经上干的拉伸力学性质和粘弹性力学性质,对臂丛神经上干进行单向拉伸实验,得出了破坏载荷、强度极限、大应变.对臂丛神经上干进行应力松弛、蠕变实验,得出了应力松弛、蠕变实验数据和曲线.对实验数据进行归一化处理,得出了归一化应力松弛函数、蠕变函数.以回归分析的方法处理实验数据,得出回归系数,很好地拟合了实验曲线.实验结果表明6～7月龄胎儿臂丛神经上干的破坏载荷、强度极限、大应变小于8月龄以上的胎儿.男女胎儿臂丛神经之间拉伸力学性质差异不显著,低月龄胎儿臂丛神经7200S应力松弛量大于高月龄组,蠕变量差异不显著.
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阴道后壁脱垂患者阴道后壁组织生物力学特征初步研究
目的 探讨阴道后壁脱垂患者阴道后壁组织的生物力学特征.方法 采用力学研究的方法,对13例绝经后阴道后擘脱垂患者的阴道后壁组织分别进行拉伸强度、应力一应变、应力松弛以及蠕变的力学性能测试.结果 按照POP-Q分期,阴道后壁脱垂Ⅱ期患者阴道后壁组织应力-应变关系优于阴道后壁脱垂Ⅲ期患者,但无显著性差异(P>0.05),阴道后壁脱垂Ⅱ期应力松弛及蠕变性能明显优于Ⅲ期,有显著性差异(P<0.01);阴道后壁组织力学性能与患者的BMI尤相关性(P>0.05);50～59岁、60～69岁和70～79岁年龄组的阴道后壁组织力学性能比较差异均无显著性(P>0.05).结论 阴道后壁脱垂患者阴道后壁组织的生物力学性能与其脱垂程度有相关性.
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低温保存动脉的粘弹性力学评价指标的初步建立
目的 建立低温保存动脉的粘弹性力学评价指标.方法 使用动态力学分析仪(DMA-2980, TA Instruments, New Castle, Delaware, USA) 比较研究不同低温保存方案下动脉蠕变行为与新鲜对照组的差异.结果 低温保存动脉相对新鲜对照组而言,其粘弹性均有损失;随降温速率的增加(1.5, 5, 10℃/min),其粘弹性损失趋于增加,即1.5℃/min 为本研究中佳降温速率.结论 粘弹性力学性能是低温保存动脉的潜在的重要评价指标.
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人体胸腰椎和椎间盘的应力松弛和蠕变性试验
目的 观察年轻的新鲜尸体的胸腰椎标本的粘弹性,为临床和模型研究提供生物力学参数.方法 选择22～31岁的新鲜男性尸体,并在死亡1h内从尸体上分离出15例脊柱功能单元.采用WE-10A型万能材料测试仪进行蠕变性和松弛性试验.结果 通过胸腰椎的椎体和椎间盘的生物力学模型,推导出相应的蠕变和应力松弛方程,并对测量的和模拟有曲线进行比较.分别在前5 min和前10 min内,椎体和椎间盘的蠕变变形发生显著的变化.在应力松弛过程中,在前2 min内应力急剧降低,然后趋于平衡.结论 在开始阶段,蠕变率变化是显著的,然后逐渐下降.这表明局部脊椎内部的压力差是降低的,直到达到平衡状态.由公式得到的模拟曲线与试验中得到的曲线在很大程度上是吻合的,这表明方程是合理可靠的.
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高交联聚乙烯与钴铬合金和陶瓷股骨头匹配使用的磨损和蠕变
髋关节骨关节炎患者进行金属对超高分子量聚乙烯(ul tra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)的全髋关节置换是二十世纪为成功的外科手术之一.据文献报道使用UHMWPE衬垫的骨水泥假体20年成功率达到75%以上[1].
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青年和老年第4腰椎松质骨体的蠕变特性
背景:课题组前期研究了男性青年尸体脊柱L4节段椎体松质骨的蠕变特性,此次实验是前期工作的继续.目的:观察青年和老年新鲜尸体腰椎L4椎体松质骨的蠕变力学性质,为临床提供生物力学参数.设计、时间及地点:对比观察,于2007/08-10在吉林大学力学实验中心完成.材料:青年的新鲜尸体5具,均为男性,年龄20～30岁,老年的新鲜尸体5具,均为男性,年龄60～72岁,尸体标本由白求恩医科大学解剖教研室提供,死者死亡1 h之内解剖取下脊柱L4椎体,每组共5个标本.实验仪器为日本岛津AG-10TA自动控制电子万能试验机.方法:在Shimadzu AUTOGRAPH电子万能试验机上对青年组和老年组L4椎体松质骨各10个试样进行蠕变实验.模拟人体体温在36.5 ℃的温度场进行实验,以0.05 GPa的应力增加速度对标本施加应力,设定时期为7 200 S,采集100个实验数据.采用三参数模型计算蠕变方程.主要观察指标:①蠕变实验曲线.②青年组、老年组L4椎体松质骨蠕变量.结果:L4椎体松质骨蠕变在初600 s内变化快,之后应力缓慢下降、应变缓慢上升.青年组L4椎体松质骨7 200 s蠕变量为0.22%,老年组L4椎体松质骨7 200 s蠕变量为0.16%.老年组7 200 s蠕变量显著低于青年组(P < 0.05).结论:L4椎体松质骨在蠕变的初期变化率较快,后期曲线比较平缓.说明松质骨内固有的膨胀压与局部的压力差减少,后达到相对平衡.老年组标本存在不同程度的骨量丢失,从而对蠕变特性造成影响.
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脑动脉粥样硬化模型大鼠大脑中动脉的蠕变
背景:蠕变是生物材料黏弹性固体的表现形式之一,脑动脉硬化和脑出血的防治有必要了解脑动脉硬化大脑中动脉的蠕变力学特性.目的:比较正常和动脉粥样硬化动物模型大脑中动脉的蠕变力学特性,确定动脉粥样硬化对大脑中动脉蠕变特性的影响.方法:SD雄性大鼠随机分为两组,模型组肌注维生素D3+尼古丁灌胃+高脂饮食制备动脉粥样硬化模型,对照组正常饮食,4周后处死大鼠取大脑中动脉为标本试件.在日木岛津电子万能试验机上对正常和动脉粥样硬化动脉标本试样进行蠕变实验.蠕变实验的应力增加速度为0 01 MPa/s.设定实验时间为7 200 s,采集100个数,以一元线性回归分析的方法处理实验数据,记录蠕变曲线和数据,以及应变与时间的变化规律.结果与结论:正常和动脉粥样硬化大鼠大脑中动脉蠕变初600 s变化较快,之后应变缓慢下降,正常动脉标本7 200 s蠕变量高于动脉粥样硬化动脉标本(50.38%,48.26%,P＜0.05).说明正常和动脉粥样硬化大鼠大脑中动脉具有不同的蠕变力学特性,提示蠕变曲线是以指数关系变化的,动脉粥样硬化对大脑中动脉蠕变特性具有一定影响.
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三种内外固定器械固定胫骨骨折的蠕变特性分析
背景：模拟胫骨骨折分别以髓内钉、钢板、外固定支架进行固定后的蠕变力学特性罕见报道。目的：分析3种内外固定器械固定胫骨骨折的蠕变特性，为临床提供生物力学参数。
方法：模拟胫骨骨折分别以髓内钉、钢板、外固定支架进行固定，在电子万能试验机上对3组标本进行轴向压缩蠕变实验。
结果与结论：髓内钉固定组7200 s蠕变量为0.22%，钢板固定组7200 s蠕变量为0.34%，外固定支架组7200 s蠕变量为0.42%。外固定支架固定组7200 s蠕变量大于钢板固定组和髓内钉固定组(P<0.05)，钢板固定组7200 s蠕变量大于髓内钉固定组(P<0.05)。结果表明外固定支架、钢板固定、髓内钉固定股骨的蠕变特性均发生了改变，但改变程度不同。
