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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:
  • BK通道的生物物理特性及其门控

    作者:高晓晖;赵虎成

    大电导--钙离子激活的K(+通道(BK通道)广泛地表达于各种组织与细胞中,具有重要的生理功能.这一类离子通道同时具有钾通道家族的多种生物物理特性,包括选择透过性、电压依赖性门控、配体结合(Ca2+激活)门控,以及应力敏感性.对其结构的分析,有助于更深入了解BK离子通道及其整个K+通道家族的门控机制.通过家族共性与BK通道特异性的分析,将有助于阐明BK通道的结构及其门控机制.本文结合钾离子通道家族结构与功能的相关研究,论述了BK通道分子结构、功能及其门控机制.

  • 透明质酸复合BMP-2转染骨髓基质干细胞修复兔桡骨干缺损的生物力学研究

    作者:章军辉;陈永强;汤亭亭;楼觉人;戴尅戎

    目的 评价携带人骨形成蛋白-2(hBMP-2)基因重组腺病毒(Adv-hBMP-2)转染的骨髓基质干细胞(BMSCs)与透明质酸(HA)复合构建的组织T程化骨对兔桡骨干缺损的修复效果.方法 取兔骨髓行BMscs培养及Adv-hBMP-2的体外转染,建立兔桡骨干1.5cm的缺损模型.20只兔(40侧)分4组(n=10):第1组注射Adv-hBMP-2转染细胞+HA组,第2组注射Adv-hBMP-2转染细胞组,第3组单纯注射HA组、第4组空白对照组;通过影像学、组织学检查、生物力学测试和骨组织形态计量分析观察修复效果.结果 (1)第1组,第12周8侧骨缺损中6侧完全愈合:第二组第12周8侧骨缺损中有3侧完全愈合:第3组和第4组,第12周骨缺损均未愈合.根据骨缺损内新生骨面积行X线疗效评分,各组依次为4.63±0.74、3.38±1.60、1.63±0.74、1.50±0.53,差异有统计学意义(P<0.0001).(2)第1、2组,4~8周时骨缺损内均有多量新生骨痂形成,12周时部分骨髓腔再通;第3、4组,4~8周时骨缺损处为纤维组织填充,12周时骨缺损未愈合,两骨端硬化.新生骨小梁面积第1、2组分别为(16.25±3.49)mm2、(10_37±2.02)ram2,差异有统计学意义(P<0.001).(3)第1组的大压缩载荷和弹性模量分别为(211.54±63.58)N和(113-36±56.47)Mpa,第2组分别为(126.74±53.13)N和(98.91±63.36)Mpa,差异有统计学意义(P<0.05).平均大压缩载荷与正常桡骨组之比:前者为75.86%,后者为45.45%.结论 HA复合Adv-hBMP-2转染BMSCs构建的组织工程化骨可以修复兔桡骨干骨缺损.

  • 卵巢辐射损伤对大鼠腰椎骨密度和生物力学的影响

    作者:高艳虹;高建军;金慰芳;王洪复;汤亭亭;戴(克寸)戎

    目的 探讨大鼠卵巢辐射损伤后腰椎骨密度、微结构和生物力学的改变.方法 手术暴露大鼠双侧卵巢并应用50 Gy的γ射线局部照射,术后90 d取大鼠腰椎,DEXA测定骨密度,扫描电镜显示微结构,并行压缩实验检洲腰椎大载荷.结果 与假手术组相比,卵巢辐射组大鼠的腰椎骨密度显著减少(P<0.05),骨微结构破坏,生物力学性能下降(P<0.05).结论 卵巢辐射损可导致大鼠腰椎的骨质疏松样改变.

  • 牵张应变对小肠Cajal间质细胞起搏电流的作用

    作者:韩燕飞;赵鹏;黄旭;王佐妤;陆红丽;严志强;许文燮

    目的 研究牵张应变刺激对体外培养的小肠Cajal间质细胞(ICC)起搏电流的影响.方法 利用Ⅱ型胶原酶消化并在含有干细胞因子的SmGM培养基中培养ICC,72h后采用免疫荧光细胞化学方法鉴定培养的ICC.利用传统全细胞记录模式膜片钳技术记录正常小肠ICC起搏电流,然后采用对细胞直接施加正压和灌流低渗溶液的两种方法给细胞膜施加张应变刺激,以观察牵张应变对小肠ICC起搏电流的影响.结果 培养72h后的ICC在光镜下,胞体呈三角形或梭形,且自胞体发出2~4条长突起,并与邻近ICC突起相互连接成网络状;荧光显微镜下观察ICC胞体和突起酪氨酸激酶受体c-kit表达呈阳性;在膜电位钳制在-60mV的条件下,可以记录到自发而节律性内向电流,即起搏电流;在传统全细胞记录模式下,两种张应变刺激均可以激活一种内向电流同时明显增加起搏电流的振幅及频率.结论 牵张应变对胃肠壁的刺激可能作用于胃肠平滑肌节律性运动的起搏细胞ICC并改变其电生理特性,从而调节胃肠平滑肌运动的基础张力和频率.

  • 神经系统轴突三维定向生长的数值模拟

    作者:张翟;朱卫平

    目的 研究轴突在三维组织中的定向生长问题,探讨轴突沿非平坦基底定向生长时基底的低起伏程度对轴突的生长速率、成束和解束速率的影响.方法 根据实验观察,设轴突生长的牵引力与靶细胞分泌的可扩散吸引分子的浓度梯度成正比,轴突成束和解束的侧向力与生长锥分泌的可扩散吸引分子和排斥分子的浓度梯度成正比,并且,吸引力指向浓度高的方向,排斥力指向浓度低的方向,浓度满足扩散方程.对于非平坦基底,有效力为沿基底轮廓线的切向分量.数值计算采用三维有限筹分法和改进的Euler法.结果 (1)轴突在三维组织中定向生长的基本特征与在二维培养基实验中的观察是一致的,只是在形态上有三维与二维之分:(2)非平坦基底的低起伏程度影响轴突的生长,随着起伏加剧,生长锥的前进速率减小、侧向速率增加.结论 (1)许多基于二维培养实验所揭示的轴突生长的基本规律在三维情况下仍然是成立的:(2)基底的几何性质是影响轴突生长速率的重要因素之一.

  • 胸主动脉数值模拟与数值模型比较

    作者:李晓阳;邢灵霞;柳光茂

    目的 探究血管在不同情况下的性质.方法 用有限元方法模拟建立胸主动脉直管段血管的线弹性小变形、线弹性大变形、非线性弹性和考虑动脉壁的残余应力因素的数值模型,分析了不同模型下动脉壁的应力分布和位移分布等力学性质,并对这儿种模型进行讨论和比较.结果 数值分析得出残余应力改变了周向应力的分布,没有改变周向应力水平,残余应力对血管的位移没有明显影响.结论 本次研究得出考虑残余应力作用后,血管内壁的应力集中明显降低.

  • 脊柱侧凸三维有限元模型的建立及其意义

    作者:余慧琴;顾苏熙;李明;丁祖泉;杨晓明;方秀统

    目的 建立胸腰段脊柱侧凸的三维有限元模型.方法 螺旋CT扫描脊柱侧凸患者T6椎体上缘至L1椎体下缘,所得图片经Photoshop处理后导入Simpleware软件,采用实体建模方法构建出每一椎体及椎间盘的实体模型,经过逆向工程软件Geomagic光滑、组装后导入有限元分析软件ABAQUS,进行网格划分建成脊柱侧凸的有限元模型.结果 所建模型共划分了232315个单元,356830个节点,模型结构完整,单元划分精细,外观逼真,几何相似性好,能精确测量一定载荷下的应力和位移分布.结论 本研究所建有限元模型有助于脊柱侧凸的生物力学研究,对于脊柱侧凸的治疗及个性化矫形支具的设计具有指导意义.

  • 腹主动脉瘤几何形态对血液动力学影响的三维数值分析

    作者:蔡彦;许世雄;景在平;梅志军;廖明芳;陆清声;袁良喜

    目的 研究腹主动脉瘤不同形态学对瘤内血液动力学的影响,为临床预估动脉瘤的破裂提供参考.方法 根据动脉瘤影像学上的特点建立不同几何形态的数学模型,采用计算流体动力学(CFD)方法,在周期性脉动速度入流、刚性壁面以及血液为牛顿流体的条件下,对一个心动周期内瘤内流场进行数值分析研究,比较不同几何形态腹主动脉瘤内血液动力学.结果 非轴对称模型可造成相对较大的壁面剪应力;带有峰值偏移和曲率半径偏转的腹主动脉瘤,瘤内漩涡的发展变化会随着几何形态的不同而产生变化.结论 腹主动脉瘤内流场特征的变化受到不同形态学的影响.

  • 生物力学在运动医学领域应用现状和展望

    作者:刘平;于长隆

    本文展示生物力学在运动医学领域内的现状,阐明其面临的主要问题及发展方向.同时收集了生物力学在运动医学领域内不同方面的发展资料,分析了该领域内取得的主要成就及存在的问题,总结了生物力学在运动医学领域内的主要成果及不足,提出了发展方向.生物力学在运动医学领域内发展良好,前景光明.

  • 生物力学—一门跨学科的学科

    作者:秦岭

    生物力学是研究力与运动学、医学、生物学和材料学等学科之间关系的学科,是一门多学科交叉学科相互结合、相互渗透、融合而形成的交叉科学体系.其分支运动生物力学与医用生物力学是实验性和实践性很强的学科,是科技奥运的一个重要组成部分.本文围绕"科技奥运"主题所刊登的有关生物力学在竞技体育应用和在运动医学基础与应用方面相关文稿作出简要综述.

  • 男子下蹲式抓举技术动作的生物力学特征分析

    作者:白雪岭;王洪生;张希安;季文婷;魏高峰;王成焘

    目的 研究不同抓举重量下男子抓举技术动作的生物力学特征.方法 利用8通道EMG测量系统、三维测力平衡系统和数码摄像机,对上海市举重队现役男子举重运动员在不同重量下抓举过程中的8块具有代表性的浅层骨骼肌的表面肌电、足底反力和抓举视频做同步采集.结果 不同抓举重量下举重运动员的足底反力变化曲线趋势一致,基于足底反力曲线中的特征点对抓举技术动作阶段可划分为7个阶段,预备阶段、伸膝提铃阶段、引膝提铃阶段、发力阶段、惯性上升阶段、下降定铃阶段和起立阶段.抓举过程中肌群活动的时间顺序为:背阔肌、竖脊肌、肌直肌、三角肌、肱=三头肌、胫骨前肌、肱二头肌和斜方肌.其中,斜方肌的积分肌电值大,背阔肌的积分肌电值小.随着抓举重量的增加,肱三头肌和三角肌的积分肌电值增加大.结论 为提高举重运动员抓举项目的 比赛成绩,运动员应该重视斜力.肌、肱三头肌和三角肌的训练.

  • 两种力量训练对膝关节伸屈肌力量平衡性影响的对比研究

    作者:聂文良;邹亮畴;李磊

    目的 探讨10周渐进性气动变阻力量训练(PST)与传统力量训练(TST)对20~45岁普通人群膝关节伸屈肌力比的影响.方法 30名普通人群分为气动组(PST组)和传统组(TST组),分别利用不同的力量训练器械进行训练;训练前后测试实验对象膝关节大等长伸屈膝力量.结果 力量训练后,气动组静力性大屈膝力矩与膝关节伸屈肌力比有显著提高:传统组膝关节伸屈肌力比显著降低:组间比较关节伸屈肌力比差异显著.结论 40%~90%1RM(1RM指大能重复一次)负荷内,渐进性气动变阻力量训练能提高膝关节的伸屈肌力比,传统力量训练则更易提高肌肉的快速力量,两者有一定的互补作用.

  • 踏跳瞬间足后部骨骼的三维有限元分析

    作者:李建设;顾耀东;MARK Lake;JAMES Ren;曾衍钧

    目的 建立足部三维有限元模型,对足后部骨骼在踏跳中的应力分布进行分析.方法 应用CT扫描和CAD/CAM软件处理,建立足后部骨骼三维模型.通过对背跃式跳高踏跳的足底压力测量和逆向肌肉力量计算,确定载荷约束条件,并进行有限元计算.结果 获得了踏跳瞬间,跟骨、距骨、舟骨等易损伤部位的生物力学响应和应力分布,发现跟骨后距关节,距骨背面均为应力集中处.结论 本研究建立的模型可用于足后部骨骼生物力学研究,为踏跳中的运动损伤力学机理提供数据.

  • 对国内两名优秀女子撑竿跳高选手技术的生物力学分析

    作者:邹亮畴;郭梁;邓京捷

    目的 进一步认识撑竿跳高项目规律,提高撑竿跳高选手的成绩.方法 对国内两名优秀女子撑竿跳高选手A、B的3次大赛的6次动作进行生物力学分析,采用定点定焦平面摄影的拍摄方法,运用APAS system解析.结果 B的3次比赛起跳速度损失率分别为23%、26%、20%,而A分别为16%、23%、18%,A的速度损失率郜低于B;B的3次比赛的长摆时间分别为0.16 s、0.16 s、0.18 s,而A分别为0.12 s、0.10 s、0.08 s,B的长摆时间都长于A.结论 B起跳技术比较差,A的起跳技术基本表现出"自由起跳"的特点:A较短的长摆时间不利于弯竿,建议从加强相关肌群力量出发,增加长摆时间.

  • 牵张应力对人黄韧带细胞成骨分化的影响

    作者:范东伟;陈仲强;郭昭庆;齐强

    目的 探讨牵张应力在胸椎黄韧带骨化症中的作用.方法 牵张应力作用于胸椎黄韧带细胞后,通过PNPP法、Real-time PCR等实验方法,观察牵张应力对黄韧带细胞成骨分化的影响.结果 牵张应力可以促进黄韧带细胞碱性磷酸酶活性增强,骨钙素的表达增高.结论 牵张应力可促进胸椎黄韧带骨化症黄韧带细胞向成骨方向分化.

  • 单双束重建前交叉韧带的生物力学研究

    作者:王健全;敖英芳;于长隆;刘平;陈临新

    目的 比较前内束(AMB)重建、后外束(PLB)重建和双束重建前交叉韧带在关节稳定方面的差异.方法 选用6具新鲜冷冻人膝关节标本在关节镜下双束重建前交叉韧带,在膝关节生物力学测定仪上分别测定前交叉韧带完整组、AMB重建组、双束重建组、PLB重建组和前交叉韧带断裂组膝关节生物力学特性的变化.结果 (1)胫骨前移:双束重建组在接近伸直位时,与正常前交义韧带组及PLB组差异不明显(P>0.05),与其他组比较移位明显减小(P<0.05);在屈膝60°、90°位时,双束组与AMB组比较无显著性差异(P>0.05),与PLB组比较移位明显减小(P<0.05);AMB组和PLB组比较,屈膝20°位时无统计学差异(P>0.05),其他屈膝角度时AMB组明显移位小(P<0.05).(2)胫骨内、外旋: 在20°、30°、60°、90°位时,双束组与AMB组及PLB组差异均显著(P<0.05),双束重建明显好于ACL单束重建;AMB组与PLB组无显著性差异(P>0.05).(3)膝关节内、外翻:双束组、AMB组和PLB组各组之间膝关节内、外翻角度差异不明显.结论 双束重建前交叉韧带在恢复膝关节前向稳定性及控制胫骨内、外旋方面均好于单束重建,接近正常.单独前内束重建能较好地恢复膝关节前向稳定性,单独后外束重建ACL不能很好地恢复膝关节前向稳定性,两者均有限制胫骨过度内、外旋转作用.

  • 转基因兔骨髓间充质干细胞对异体跟腱重建前交叉韧带生物力学特性的影响

    作者:魏学磊;李峰;林霖;侯宇;张继英;付欣;于长隆

    目的 分别观察转PDGF-BB、VEGF165和TCFβ1基因的兔骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)施加于异体跟腱重建兔前交义韧带(anterior cruciate ligament,ACL)的影响,探讨改善和加强异体移植物重建ACL的途径.方法 40只成年新西兰大白兔随机分为5组,每组8只.选用经Gamma射线照射,-80℃储存的同种异体跟腱进行前交叉韧带的重建.1组为对照组,2组为细胞组(Mscs),3组为经逆转录病毒转染稳定表达PDGF-BB的MSCs(PDGF-BB组),4组为经腺病毒转染稳定表达VEGF165的MSCs(VEGF165组),5组为经腺病毒转染稳定表达TGβ1的MSCs(TGFβ1组).各组细胞混合100μL纤维蛋白胶粘附于重建韧带表面,术后12 w取材.结果 组织学观察发现,VEGF165组新生血管和成纤维细胞浸润高于其他各组.生物力学测试证明,PDGF-BB组和TGFβ1组移植物的大载荷刚度、吸收能和大拉张强度明显较对照组增强(P<0.05),细胞组和VEGF165组大载倚、刚度和吸收能虽高于对照组,但无显著差异(P>0.05),VEGF165组拉断位移大于对照组(P<0.05).所有实验组移植物、正常ACL和跟腱部在体部断裂.结论 转VEGF165基因的MSCs可增加重建韧带的血管,但对生物力学功能无改善;转PDGF-BB基因和TGFβ1基因的MSCs有加速重建韧带成熟的作用.

  • 基于任意拉格朗日-欧拉流固耦合方法的标枪飞行仿真

    作者:张绪树;郭媛;陈维毅

    目的 (1)确定使用任意拉格朗日-欧拉(ALE,Arbitrary Lagrangian-Eulerian)流固耦合方法进行标枪飞行仿真的可行性:(2)通过ALE方法,确定佳投掷时的攻角值.方法 使用Femb前处理软件建立了标枪和空气的有限元模型:同时设置了标枪和空气的材料属性和单元属性,施加载倚、初始和边界条件,在此基础上用LS-DYNA求解器对给定出手参数的标枪进行了计算机仿真.结果 给出了速度为30 m/s,倾角为39°,高度为2 m时,不同攻角下枪尖的水平和竖直位移.结论 通过仿真,不但证明了使用ALE流固祸合方法进行标枪飞行计算机仿真是可行性的,而且出手参数的调节也容易控制;通过仿真分析,确定了30 m/s和39°出手时,获得佳投掷距离的攻角值为-3°.

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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