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医用生物力学

医用生物力学杂志

Journal of Medical Biomechanics

北大核心期刊
  • 主管单位: 中华人民共和国教育部
  • 主办单位: 上海交通大学
  • 影响因子: 0.85
  • 审稿时间: 1-3个月
  • 国际刊号: 1004-7220
  • 国内刊号: 31-1624/R
  • 发行周期: 双月刊
  • 邮发: 4-633
  • 曾用名:
  • 创刊时间: 1986
  • 语言: 英文
  • 编辑单位: 《医用生物力学》编辑部
  • 出版地区: 上海
  • 主编: 戴尅戎
  • 类 别: 生物医学工程
期刊荣誉:
  • 人眼调节机制的生物力学研究

    作者:刘爱珍;王小兵;彭彧华

    从生物力学角度进行人眼调节机制的研究具有重要意义.目前,人眼调节机制有Helmholtz调节理论和Schachar调节理论,其力学解释存在着一些差异.作者对人眼在调节过程中有关晶体的改变、角膜的影响,以及年龄和老花眼有关调节的生物力学研究进行综述介绍.随着研究的进展,人眼调节机制的生物力学模型,将为调节理论、临床老花眼手术的确定奠定基础.

  • 微阀的研究进展

    作者:吴睿婷;蒋稼欢;吴云鹏

    微阀是微流体系统的关键执行部件之一,在近20年里发展很快.作者主要介绍微阀的结构、工作原理以及国内外研究现状,尤其包括生命科学领域的许多非传统微阀的应用,并对微阀的发展前景提出了展望.

  • 变应变率下的肌肉本构方程

    作者:李晓杰;姜力;闫鸿浩;赵铮

    目的 在Hill肌肉三元素模型基础上推导应变率下的肌肉本构方程.方法 在Hill三元素肌肉模型的基础上,利用微分和线性拟合的方法,终获得了骨骼肌在不同应变率下的应力-应变本构方程.结果 结果表明:在应变率|e|≤1下,骨骼肌的本构方程是随应变率不断变化的:当应变率|e|>1时,骨骼肌的本构方程并不受应变率的影响.同时,在|e|≤1下,应变率对应力的影响是随着应变的增加而不断减小的.结论 研究结果将有助于利用有限元方法分析骨骼肌在变应变率作用下的受力情况.

  • 不对称入口速度剖面对颈动脉分叉模型不定常流场和壁面切应力的影响

    作者:夏琰;丁祖荣;刘宾

    目的 研究不对称入口速度剖面对动脉粥样硬化易发部位壁面切应力的影响.方法 建立颈动脉TF-AHCB数值模型,设置不对称速度剖面入口条件,用CFD作数值模拟.计算不同时相、不同入口条件下的颈动脉窦流场和壁面切应力分布,分析与动脉粥样硬化有关的流场特征和切应力特征.结果 入口速度剖面偏斜可以增加颈动脉窦壁面低切应力区面积,提高切应力梯度.结论 不对称入口速度剖面可能是诱发动脉粥样硬化发生的一个危险因子.

  • 脑血流自动调节功能的三单元模型

    作者:王盛章;姚伟;丁光宏

    目的 建立一个三单元集中参数模型来模拟脑血流的自动调节功能.方法 根据Bloor的实验数据拟合了一条在脑血流自动调节功能中,反映脑血流量和平均动脉压之间关系的三次曲线,然后利用这一拟合曲线来确定模型中的不定常电阻元件.结果 利用这一模型,对不同压力变化情况下的脑血流量变化进行了数值模拟.通过与实验数据进行了对比,发现这一不定常三单元模型能够较为简单地模拟脑血流自动调节功能.结论 经过改造的这一三单元集中参数模型可以为脑血流自动调节功能及脑血管疾病的研究提供帮助.

  • 模拟失重对雄性大鼠骨流变特性的测试

    作者:王桂琴;王墨林

    目的 研究模拟失重对大鼠承重骨流变特性的影响,为航天医学提供模拟失重动物骨流变参数.方法 30只Wistar雄性大鼠,随机分为正常对照组15只和头低位30°尾吊组(失重模型组)15只.实验第28天时取两组动物股骨进行压缩应力松弛、蠕变实验.结果 得出了正常对照组和失重模型组大鼠股骨压缩应力松弛、蠕变数据和曲线,得出了两组大鼠股骨的归一化应力松弛函数,归一化蠕变函数与曲线,以一元线性回归分析的方法处理实验数据,得出了回归系数a、b与c、d值和归一化应力松弛函数G(t)、归一化蠕变函数J(t)表达式,还得出了两组大鼠股骨应力松弛、蠕变与时间的变化规律.结论 失重模型组大鼠股骨应力松弛、蠕变量低于正常对照组.

  • 利用hBMSCs在生物反应器中构建小口径血管的实验研究

    作者:李宏;吴莹琛;周彬;崔磊;刘伟;安琦;曹谊林

    目的 采用改进的生物反应器系统,应用人骨髓间充质干细胞(hBMSCs)构建小口径的组织工程血管.方法 设计一套血管生物反应器系统,采用有限元方法对组织工程小血管托架材料进行分析,从而设计一套用于构建直径为2mm的小血管托架;收集人的原代骨髓基质干细胞进行体外扩增和培养,选用第3代细胞与聚羟基乙酸酯(PGA)复合后置于血管生物反应器中动态培养;培养4周后,对材料复合物取材,进行大体观察、HE染色、扫描电镜和平滑肌免疫组化等指标检测.结果 血管色泽明亮,有一定的弹性,用镊子反复压下血管能够反弹恢复原样;细胞分泌的胶原基质排列较规则,免疫组化结果表明血管含有平滑肌弹性肌动蛋白的成分.结论 改进的血管生物反应器能模拟血管的力学环境,并能利用hBMSCs成功构建组织工程化小血管组织.

  • 壁冠状动脉血流动力学特性的实验模拟与理论研究

    作者:丁皓;刘永;沈力行;张国辉;王克强

    目的 临床研究、动物实验和模拟试验都证实心肌桥在收缩期的压迫作用,可引起壁冠状动脉管腔狭窄,从而使流量、流速及压力发生变化,导致血流动力学特性的异常现象.作者从"水击"理论的角度探讨冠状动脉心肌桥前端的压力和流速变化这一异常现象的力学背景.方法 利用心肌桥模拟装置在收缩期中和舒张期初"水击"发生前后对壁冠状动脉血流动力学进行模拟并用一维水击波理论模型进行分析、计算,与正常情况下实验数据对比分析.结果 壁冠状动脉近端收缩压的升高幅度、舒张期流速的升高幅度计算值与实验值基本一致.结论 证实了壁冠状动脉血流动力学特性异常现象是由扰动引起的"水击"波.

  • 冠状动脉搭桥术中移植管-宿主动脉直径比和缝合角的优化与分析

    作者:马宝胜;隋允康;乔爱科

    目的 探索怎样的移植管-宿主动脉直径比和缝合角可以大限度地提高冠状动脉搭桥术的成功率.方法 借助ANSYS9.0对冠状动脉搭桥术进行模拟仿真,用响应面方法建立数学模型,利用优化理论寻找优的移植管-宿主动脉直径比和缝合角,使影响手术成功率的主要因素-壁面切应力梯度小.结果 结果表明冠状动脉搭桥术中,大移植管-宿主动脉直径比和小缝合角的模型具有更好的血流动力特性.结论 影响冠状动脉搭桥术成功率的因素很多,在现有条件下借助临床经验指导,选择尽可能大的移植管-宿主动脉直径比和尽可能小的缝合角的做法是可取的.

  • 辛伐他汀对去卵巢骨质疏松大鼠股骨生物力学的影响

    作者:简小冲;陈江;黄文秀;杜志斌

    目的 研究辛伐他汀(Simvastatin,SIM)对去卵巢(OVX)骨质疏松大鼠股骨生物力学性能的影响.方法 48只3月龄雌性SD大鼠,随机分成3组,假手术(SHAM)组、OVX组和OVX+SIM组,每组8只.适应性喂养一周后进行手术.术后8周开始给药,OVX+SIM组给予SIM 5mg·kg-1·d-1,其余两组用等量生理盐水灌服.用药后第4周每组随机处死半数大鼠,12周后处死剩余大鼠,取股骨进行三点弯曲试验,检测股骨大载荷、弹性载荷、大桡度、弹性桡度、弯曲刚度系数、弯曲韧度系数等生物力学性能.结果 (1)用药4周,大载荷:SHAM组较OVX组明显增加(P<0.05);弹性载荷:OVX+SIM组较OVX组明显降低(P<0.05);大桡度:SHAM组较OVX组明显增加(P<0.05);弯曲韧度系数:OVX+SIM组较OVX组明显增加(P<0.01).(2)用药12周,大载荷:OVX+SIM组、SHAM组较OVX组明显增加(P<0.05,P<0.01);弹性载荷:OVX+SIM组较OVX组明显增加(P<0.05);弯曲韧度系数:OVX+SIM组、SHAM组较OVX组明显降低(P<0.05,P<0.01).(3)用药12周较4周,OVX+SIM组大载荷、弹性载荷明显增加(P<0.01),OVX组弯曲韧度系数明显增加(P<0.01).结论 SIM能促进去势大鼠骨的再建,改变骨的空间微结构和骨组织有机成分和无机成分的比例及结合,随时间的延长能提高股骨的强度.

  • 纳米结构钛的生物力学性能研究

    作者:张保华;张小农

    目的 为改善植入材料生物力学相容性,探讨表面机械研磨处理(Surface mechanical Attrition Treatment,SMAT)对纯钛的力学性能影响.方法 将厚度为1mm的纯钛板进行两面SMAT处理,之后进行力学性能测试,分析SMAT对纯钛力学性能的影响.结果 SMAT处理后纯钛板表面形成了纳米晶,而整体成为了梯度材料.结果 表明SMAT能使纯钛的强度提高、塑性下降、表面显微硬度大大提高.重要的是,这种方法使钛的弹性模量显著降低,从而改善了钛的生物力学相容性.结论 SMAT处理能使纯钛表面纳米化,并且使其弹性模量降低,能够改善它的生物力学相容性,在医用领域有良好前景.

  • 基于冷冻切片的人体腰椎三维有限元模型

    作者:聂文忠;张绍祥;王成焘

    目的 利用上海交通大学生命质量与机械工程研究所自主开发的冷冻切片处理软件CryoSegmentation提取人体骨骼的边缘,利用逆向工程软件Imageware建立骨骼的面模型,在ANSYS中建立人体腰椎的三维有限元模型.方法 利用第三军医大学的第一例男性冷冻切片数据进行图像处理,截面轮廓线信息处理.结果 准确快速地建立了完全符合人体解剖特征的腰椎三维有限元模型.结论 利用该研究所自主开发的冷冻切片软件和一些现有的商用软件可以准确、快速地建立人体腰椎的三维面模型、体模型及有限元模型,为航空、车辆、船舶、生物医学工程等不同的领域进行数值模拟计算和动力学仿真提供完全符合人体解剖学特征的原始模型.

  • 正弦波刺激对人肺腺癌细胞粘弹性的影响

    作者:曲华;吴文周;陈维毅

    目的 通过FX-4000柔性基底加载系统研究正弦波拉伸培养对体外人肺腺癌A549细胞粘弹性的影响.方法 采用微管吸吮技术考察A549细胞的粘弹性特性,将不同拉伸幅度培养下的A549细胞与对照组细胞粘弹性进行对照,选择三参数标准线性固体模型拟合实验结果并用三个粘弹性系数比较各组A549细胞的力学性质.结果 在胶原蛋白基底膜上,正弦波、频率0.5Hz、加载4 h时,与对照组比较,15%的拉伸应变组A549细胞的粘弹性系数k1、k2和μ值均有所降低;与1.5%的拉伸应变组A549细胞的粘弹性系数比较无明显差异.结论 15%的拉伸应变刺激培养后A549细胞更容易变形,细胞刚性有所减小.癌细胞粘弹性的改变可能影响到浸润和转移特性以及癌细胞与其微观力学环境的相互作用.

  • 单羽状骨骼肌平面模型的修正

    作者:李永胜;陈维毅

    目的 对单羽状骨骼肌的平面模型及Otten的受力分析进行修正,Otten只考虑了腱膜的平衡(局部平衡),并且对肌内压力作了过多的简化.方法 新方法考虑了整体肌肉的平衡,引入一体积相关力来保持肌肉体积不变.整体肌肉的力学平衡产生了一组不同于局部平衡的肌纤维力和肌张力之间的关系式.结果 新的方法提高了对鼠腓肠肌力-长度特性的预测.结论 用简单的平面模型可以把肌肉的几何尺寸以及肌肉的力-长度特性关系预测得比较好,这说明在这个简单模型中所忽略的因素的影响是微小的,或者是内部之间进行了补偿.

  • 三种单纯腰椎椎间融合术加用双侧椎弓根螺钉内固定后生物力学比较的实验研究

    作者:张烽;陈兵乾;居建文;王素春;段广超;王以进

    目的 比较前路椎间融合术(ALIF)、后路椎间融合术(PLIF)、椎间孔入路椎间融合术(TLIF)加用双侧椎弓根螺钉内固定后腰椎即刻稳定性的差异.方法 选用15具新鲜小牛腰椎标本,模拟临床建立三种椎间融合术模型,在脊柱三维运动测试机上测试三种模型加用双侧椎弓根螺钉固定前后生物力学特性的变化.结果 (1)与正常标本组相比,单纯椎间融合术的ALIF(Ⅰ)组的平均应变和应力明显增加;ALIF(Ⅰ)、PLIF(Ⅰ)、TLIF(Ⅰ)组的平均轴向刚度和水平剪切刚度分别下降28.3%、18.4%、11.5%(P<0.05)和21.6%、17.5%、5.9%(P<0.05);扭矩强度分别依次下降38.6%、49.1%、27.2%(P<0.05).(2)附加双侧椎弓根螺钉固定后,与单纯椎间融合组的相应术式比较,ALIF(Ⅱ)、PLIF(Ⅱ)、TLIF(Ⅱ)三组的平均应变和应力分别减小了21.4%、12.3%、24.5%(P<0.05)和21.4%,22.3%,24.5%(P<0.05):平均轴向刚度和水平剪切刚度分别增加了87.8%、77.9%、75.9%(P<0.05)和60.6%、68.1%、63.1%(P<0.05);平均扭转强度分别增加了95.1%、110.9%、87.6%(P<0.05).结论 行单纯椎间融合术后,腰椎的稳定性较正常对照组均有明显下降,在加用双侧椎弓根螺钉内固定后能有效地提高其稳定性能.在三种椎间融合术中,TLIF的腰椎即刻稳定性能优.

  • 两种术式髓核摘除对腰椎生物力学影响的有限元分析

    作者:吴青坡;张春霖;张美超;孙国绍;孙长山

    目的 评价两种术式髓核摘除对腰椎节段稳定性和纤维环应力的影响.方法 在L4-5节段三维有限元模型上分别模拟骨性椎板开窗髓核摘除和椎板间隙开窗髓核摘除,施加不同类型载荷,观察节段间旋转角度和纤维环大应力的改变.结果 骨性椎板开窗髓核摘除后,腰椎节段在前屈和后伸载荷下旋转角度分别增加31%和28%,纤维环大应力分别增加16%和6%;椎板间隙开窗髓核摘除后,腰椎节段在前屈和后伸载荷下旋转角度分别增加33%和39%,纤维环大应力分别增加17%和0.2%.两种术式髓核摘除后,纤维环的应力分布均没有发生改变.结论 和椎板间隙开窗相比,骨性椎板开窗髓核摘除能更好地保持腰椎的后伸稳定性,但后伸时纤维环承受的应力明显增大.

  • 髋臼后壁骨折内固定的髋臼接触特征

    作者:严军;王以进;郑祖根;董启榕

    目的 研究髋臼后壁骨折及其经内固定后的髋臼接触特征的变化.方法 运用压敏片技术分别测量正常髋臼,髋臼后壁骨折及经用重建钢板(RP)和重建钢板+分叉钢板(RP+SP)两种方法内固定后髋臼的接触面积和接触应力.结果 髋臼后壁骨折后接触面积较正常髋臼下降34%,经RP固定后接触面积恢复至正常的80%,RP+SP固定后恢复至正常的92%.髋臼后壁骨折后接触压力和接触应力明显增加,两种内固定方法固定后接触压力和接触应力随之减小.结论 髋臼后壁骨折引起髋臼接触面积下降、应力集中,两种内固定方式均能有效恢复髋臼的接触面积,降低接触应力,其中RP+SP固定的效果更为明显.

  • 脑卒中发生前血液动力学指标的异常变化

    作者:黄久仪;曹奕丰;杨永举;郭吉平;王艳;沈凤英;王桂清

    目的 分析和探讨脑卒中发生前脑血管血液动力学指标的异常变化,为卒中高危状态的识别提供参考.方法 在基线调查和检测后,收集前瞻性研究人群中随访新发的脑卒中患者(200例)作为试验组,在同一人群中选择基线调查时病程在1年以内的卒中患者(227例)作为对照组,分析和比较两组间脑血管血液动力学指标及其积分值的差异.结果 试验组卒中发生前的血液运动学指标普遍低于对照组,血液动力学指标则普遍高于对照组,除小流速舒张压与临界压的差值外,其他指标两组间有显著的统计学差异(P<0.05).试验组的血液动力学积分值(51.32±31.37)显著低于对照组(58.44±31.63),P<0.05.结论 脑卒中发生前脑血管血液动力学损害程度高于病程1年内的卒中患者,可能是脑卒中的重要预警信号.

  • 新型点接触锁定加压接骨板的生物力学研究

    作者:邢叔星;赵玉峰;刘东北;段卡拉;王爱民;王子明;蒲渝;刘育杰;费军;陈卫军

    目的 对一种集合点状接触、锁定及加压于一体的新型接骨板(PC-LCP),进行弯曲力学特性、生物力学稳定性测试评估.方法 对三种医用不锈钢接骨板,点接触锁定加压接骨板(PC-LCP)、有限接触动力加压接骨板(LC-DCP)、动力加压接骨板(DCP)各3副进行四点弯曲试验:20对新鲜山羊胫骨制成横断骨折,应用三种接骨板固定,进行四点弯曲、扭转及垂直压缩试验.结果 PC-LCP弯曲刚度弱于DCP、LC-DCP,三者有显著差异(P<0.05),但三种接骨板固定骨折后的生物力学特性没有显著差异.结论 强度稍低的新型接骨板PC-LCP固定骨折后与其它两种接骨板有同样的生物力学强度及较好的力学稳定性.

  • 股骨头表面置换后股骨近段的生物力学研究

    作者:王禹基;孙俊英;瞿玉兴;范文潮;贾庆卫;董天华

    目的 探讨股骨头表面置换术对股骨近段生物力学性能的影响.方法 集8具青年正常新鲜髋关节标本,建立静止单腿站立位股骨头受力模型,WD-5生物力学测试机测试1 000N载荷下股骨头表面置换前后的载荷-应变关系、近段股骨应力分布、刚度和扭转力学性能.结果 载荷为1 000 N时,置换前后的平均应变、大平均应力、大平均位移、刚度等指标的测试结果,经统计学处理均无显著性差异(P>0.05).表面置换前后大扭矩值相差19%,有显著差异(P<0.05).结论 表面置换能有效维持近段股骨的正常应力传递,从而能有效保留近段股骨的骨量,为日后翻修提供良好条件.表面置换是适用于年轻患者的过渡性手术.

  • 致读者

    作者:

    关键词:
  • 人体头高位倾斜时的血压变化

    作者:张帆;李立帅;蒋雨平;吴国强

    目的 观察体位改变时不同的血压变化,并探讨其原因.方法 将39名受试者分成3组:正常青年组12名,正常老年组11名,帕金森病组16名,采用HRV&BRS无创伤测定仪(型号SMUP-E),连续记录受试者从仰卧位(Supine)到头高位倾斜(head-up tilt,HUT,+75°)的血压、心率和血压变异性的变化.结果 约59%受试者在倾斜过程中,血压先降低,然后逐步恢复;约33.3%受试者血压无明显变化;另有7.7%受试者在倾斜过程中血压不降反升.青年组中体位改变后血压无明显变化者心率增加百分比(20.69%±6.59%)明显高于血压下降者(8.99%±7.35%,P<0.05),老年组也有相似的趋势,但无统计学意义,帕金森病组则无规律性.结论 体位改变后,血压下降、血压无明显变化、血压上升都有可能发生,其结果取决于不同人群回心血量减少和交感神经兴奋这两者之间的平衡.

  • 生物医学学术论文投稿要素

    作者:秦岭

    科学论文的功能是把新的研究方法、新的研究成果或新的研究理论介绍给读者.具有广泛读者的尤其属于<科学引文索引>(Science Citation Index:SCI)类专业杂志是研究工作者所争取的发表场所.除研究内容创新和具有应用价值外,扎实的写作基础和科学语言(如英文)的表达是取得成功发表的关键.本文介绍怎样准备科学论文的书写和投稿要素,希望有助于提高论文的书写质量,从而提高国际专业杂志接收刊登的收稿率.

医用生物力学分期目录
期数
2018 01 02 03 04 05
2017 01 02 03 05 06
2016 01 02 03 04 05 06
2015 01 02 03 04 05 06
2014 01 02 03 05 06
2013 01 02 03 04 05 06
2012 01 02 03 04 05 06
2011 01 02 03 04 05 06
2010 01 02 03 04 05 06
2009 01 02 03 04 05 06
2008 01 02 03 04 05 06
2007 01 02 03 04
2006 01 02 03 04
2005 01 02 03 04
2004 01 02 03 04
2003 01 02 03 04 z1
2002 01 02 03 04
2001 01 02 03 04
2000 01 02 03 04

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