细胞生长与增殖的生物力学实验研究进展

作者介绍了细胞力学领域中细胞分裂、细胞增殖方面的研究进展.着重介绍了基底加载各种参数对细胞增殖的影响,机械拉伸对细胞粘附及生长的影响,力学环境对血管内皮细胞分裂过程的影响.

骨组织工程支架材料的降解和生物力学特性

降解以及在降解过程中伴随的力学性能的变化是骨组织工程支架材料至为重要的两个特性.随着材料科学的快速发展,目前已有数目繁多的骨组织工程支架材料问世.作者综述了各类可降解骨组织工程支架材料的降解方式、降解时间、降解特点以及在降解过程中材料本身的力学性能的变化,并对可降解骨组织工程纳米支架材料的前景进行了展望.

外科手术导航系统的研究现状及进展

作者在文中先给出了计算机辅助手术导航系统的工作原理及分类,并对其主要研究内容及关键技术进行了较全面的论述,分析了基于CT的导航系统、基于X线荧光透视的导航系统以及开放式的导航系统的功能特点,并指出了各类关键技术的临床适用范围.实验及临床证明计算机辅助导航系统在提高外科手术准确性等方面起到了很好的作用.

左心室压力-容积关系的仿真

目的仿真前、后负荷改变及各种瓣膜病情况下,左心室压力-容积关系的改变.方法应用Ursino所建立的全循环系统集中参数模型,对跨瓣流动方程作了适当修改.结果首先,讨论了心室前负荷、后负荷和心肌收缩力对左心室压力-容积关系的影响;在此基础上仿真了二尖瓣狭窄、二尖瓣关闭不全,主动脉瓣狭窄和主动脉瓣双病变的左心室压力-容积环.结论仿真结果显示了心脏瓣膜疾病对左心室功能的影响,同时说明集中参数模型不但能描述血管系统,也能较好地模拟心脏功能.

中性粒细胞分布数据序列小波变换研究

目的研究小波分析结合复倒谱处理血膜中中性粒细胞分布数据信号的新方法及临床意义.方法利用"虚拟盒计数法"方法采集血膜中的细胞分布数据信号,然后进行小波变换结合复倒谱分析方法处理.结果提出血膜中细胞分布状态的"密集子"新概念.计算出小波变换复倒谱主极大值,并以此作为不同情况下血膜中中性粒细胞分布"密集子"间距的准确参数.结论方法简单,能较好的反映血膜中细胞分布状态的微观组织结构特征,是血膜中细胞"密集子"表达定征的一种有效方法.

切应力条件下与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞整合素β1和F-actin的变化

目的探讨与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞力学信号转导的机制,研究切应力对联合培养的内皮细胞表面整合素β1和F-actin的影响.方法应用免疫荧光双重标记、激光共聚焦扫描显微镜和计算机图象分析等技术,观察了在2Pa层流切应力的作用下,与血管平滑肌细胞联合培养的内皮细胞表面整合素β1的含量及细胞骨架F-actin的变化,时相点分别取1h、6h、12h和24h.同时,以静态条件下联合培养的内皮细胞为对照组.结果静态条件下联合培养的内皮细胞表面整合素β1含量少,F-actin含量亦少;在2Pa层流切应力的作用下,随着时间延长,整合素β1表达逐渐增多,并且有沿F-actin分布的趋势,在12h达到峰值,后又下降;F-actin含量持续增加直至24h.结论结果提示整合素β1作为重要的粘附分子,与细胞骨架F-actin的相互协作,在联合培养的内皮细胞的力学信号转导中起重要作用.

粉体粒径对碳酸化羟基磷灰石水泥固化时间和压缩强度的影响

目的检测不同粉体粒径对碳酸化羟基磷灰石水泥(carbonated hydroxyapatite cement,CHC)的固化时间和压缩强度的影响,为其修复骨缺损提供理论基础.方法采用研磨和超细粉体技术制备400目、600目和超细粉体粒径的CHC干粉,检测不同粉体粒径对CHC固化时间和压缩强度变化.结果超细CHC干粉平均粒径为3.1091μm,比表面积为2.288m2/cm3,在37℃、100%湿度条件下CHC固化时间随粉体粒径减小而缩短,而固化后压缩强度随粉体粒径缩小而升高,超细粉体CHC初凝时间3min,终凝时间8min,终固化后压缩强度(51.042±3.728)MPa.结论超细CHC具有原位固化性能,固化时间合理,压缩强度高,比较符合临床使用的要求.

灌注压变化对左冠脉血流影响的建模和仿真研究

目的通过对左冠状动脉的建模与仿真,对体外反搏提高缺血心肌灌注血流的机理进行研究.方法根据牛顿定律和连续性方程,用电路分析模型来表示冠状动脉的每一小部分.通过每个部分的模拟电路模型对整个左冠状动脉进行建模.以主动脉血压的实测数据作为输入数据,利用Pspice软件进行仿真.结果仿真结果表明在体外反搏的情况下,左冠状动脉分支在舒张期的灌注血流得到了明显提高.结论使用体外反搏的方法改变灌注压可以提高左冠脉血流灌注.

正常国人肾动脉粘弹性实验研究

目的对正常国人新鲜尸体肾动脉进行应力松弛,蠕变实验研究,为临床提供生物力学参数.方法对肾动脉进行拉伸应力松弛、蠕变粘弹性力学性质进行实验研究.结果得出了肾动脉的应力松弛,蠕变数据和曲线.用回归分析的方法处理实验数据,得出了归一化应力松弛函数和归一化蠕变函数.结论肾动脉7200s松弛量为0.280MPa,7200s蠕变量为13.98%.应力松弛和蠕变在初600 s变化较大,7200s时应力松弛、蠕变曲线基本达到平衡.肾动脉为生物粘弹性固体材料.

Pyrford钢丝环扎加张力带内固定治疗髌骨骨折的生物力学分析

目的测试Pyrford钢丝环扎加张力带内固定治疗髌骨骨折的生物力学特性,为临床治疗提供理论依据.方法采集新鲜牛尸体膝关节标本6具,制成髌骨骨折模型,用Pyrford钢丝环扎加张力带固定,并与克氏针张力带、单纯钢丝环扎进行对照比较.结果Pyrford钢丝环扎加张力带内固定完全符合髌骨的生物力学性能,与克氏针张力带相当,能满足膝关节的强度,符合人体正常生理功能要求.结论Pyrford钢丝环扎加张力带固定治疗髌骨骨折,具有优越的生物力学性能,且能达到解剖复位,操作简便,固定牢固,适应早期功能锻炼的目的.

半月板切除对急性关节软骨损伤愈合影响的实验研究

目的探讨半月板切除对急性关节软骨损伤(缺损)愈合的影响.方法分离收集5月龄新西兰兔35只.,将新西兰兔的股骨内髁行钻孔术造成深达软骨下骨的全层关节软骨缺损模型,右膝为实验组,切除半月板;左膝为对照组,保留半月板,于10周取材行大体、组织学、透射电镜观察.结果大体观察:10周时对照组关节软骨缺损已由泛白色的类似于正常关节软骨的组织修复,而实验组修复组织表面有裂隙、剥脱等迹象.组织学观察:10周时对照组的关节软骨缺损已基本由软骨下骨的软骨细胞层修复,而实验组修复组织表层软骨结构存在裂隙(纤维性变)、剥脱等不良改变.透射电镜观察显示:10周时实验组修复组织表层软骨细胞很多发生凋亡,而对照组软骨细胞结构基本正常.结论表明半月板切除诱发了全层关节软骨缺损修复组织表层软骨结构中的软骨细胞发生凋亡,导致裂隙、剥脱等不良改变.半月板是不可缺的生理结构,它有极其重要生物学功能,即通过维持正常的生物力学环境,保证急性关节软骨损伤修复.

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征模型鼠软腭的力学重建

目的研究阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)咽腔呼吸压力对软腭力学特性的影响.方法用SD鼠建立OSAHS动物模型,对动物模型的软腭进行单轴拉伸实验,离体检测软腭的弹性.结果通过对照正常生理状态下SD鼠的实验结果,比较研究与OSAHS有关的软腭力学特性的变化规律和软腭重建现象.结论实验研究表明,类似OSHAS发病情形的咽腔呼吸压力可引起软腭发生易于OSAHS形成和发展的重建.

髋臼后壁骨折内固定稳定性的生物力学研究

目的研究髋臼后壁骨折后不同内固定方法的固定强度,以确定理想的内固定方法.方法左右配对的18具髋关节标本随机分成三组,在髋臼后外缘与坐骨大切迹间的中点截骨,建立髋臼后壁大块骨折模型.用临床常用的两枚皮质骨螺钉(CS)、髋臼重建钢板(RP)以及重建钢板+两枚皮质骨螺钉(RP+CS)三种内固定方法分别固定每一组骨折,然后屈髋90°对模型分别进行生物力学测试,测量各组骨折块的分离位移以及分离3mm时的载荷,以比较每一种内固定方法的固定强度.结果载荷下,髋臼骨折块的分离位移随载荷的增加而增大,统计显示CS组与RP、RP+CS组间差别具有显著意义(P＜0.01),而RP组与CS+RP组之间差别无意义(P＞0.05).结论髋臼后壁骨折内固定以tp较为理想,单纯CS力量不足以维持骨折块的稳定,而在RP之外再加两枚CS并不能增加内固定强度,反而增加了手术创伤及难度.

第三届《医用生物力学》编委会

生物骨制品简介

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基于网络的人工髋关节术后评定系统

目的对人工髋关节置换术后的效果进行评定.方法采用了三种著名的人工髋关节置换术评定标准,利用网络技术和计算机对数据进行采集整理和分析.结果完成了评定系统的功能,能得出正确的结论.结论采用基于网络的人工髋关节评定系统提高评定的速度和质量,其评定结果可方便的进行交流.

梯度降温、深低温保存同种骨组织生物力学特性研究

目的研究梯度降温、深低温保存同种骨组织的生物力学特性,为临床应用理想的同种骨移植材料修复各种原因引起的骨缺损提供理论依据.方法将新鲜尸体的股骨经过预处理后,梯度降温(-2℃/min)至-60℃,投入-80℃深低温冰箱中保存.一月后取出,进行生物力学实验.结果实验得出的数据与以往研究新鲜骨的数据十分接近.结论梯度降温、深低温保存的同种骨保持与新鲜骨为接近的生物力学特性,实验得出的数据也将为以后的进一步研究提供依据.