医用生物力学杂志
Journal of Medical Biomechanics
- 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
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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数值模拟松质骨中流动电势分布
目的 对压力驱动下一种松质骨细观模型产生的流动电势进行数值模拟分析,了解流动电势在松质骨中的分布特点.方法 根据电场和流体的控制方程,利用有限单元法计算该松质骨模型在一定压力下产生的稳态流动电势.结果 松质骨模型中靠近固体表面的流动电势较大,约为43.4 μV;而远离固体表面的流动电势较小,约为19.7 μV.压力和Zeta电势对模型的流动电势影响比较大,并且呈线性增长的关系.离子数浓度较低时,离子数浓度对流动电势的影响较大;当离子数浓度较高时,离子数浓度对流动电势的影响很小.结论 研究结果为利用电流、电磁场刺激等方法防治和治疗临床骨折、老年性骨质疏松及其他骨科疾病提供相关的理论依据.
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髋关节置换前后不同步态下股骨应力分布
目的 探讨人工髋关节置换(total hip replacement,THR)前后慢走及上下楼梯两种不同步态下股骨的生物力学性能,为髋关节假体的优化设计和制造提供理论基础.方法 建立人工髋关节股骨的三维有限元模型,并进行有效性验证;计算慢走和上下楼梯时THR前后股骨的应力分布及应力遮挡率.结果 慢走运动时,THR前股骨应力由近端到远端逐渐递增,在股骨中下段达到大,大应力为90.6 MPa; THR后股骨出现应力遮挡现象,股骨的应力幅值有所下降,大应力为82.5 MPa,股骨近端假体周围大转子附近股骨遮挡率大,总体遮挡率为14.9％～99.0％.此外,假体颈部出现过大的应力集中现象.上下楼梯运动时,股骨应力分布的变化规律与慢走运动时大体相似,但应力遮挡效应更为明显.结论 植入假体后,上下楼梯时股骨近端出现较大应力遮挡,并且假体自身出现过大应力集中,会影响THR手术质量,建议病人在术后应尽量减少关节角变化较大的运动.
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多根螺旋体鞭毛在二维微小周质空间内的受力特性
目的 研究多根螺旋体鞭毛成带状分布情况下在微小周质空间内的受力特性.方法 使用两平行平板的二维模型简化周质空间,采用数值模拟方法,研究鞭毛间距和偏心率对螺旋体鞭毛受力和力矩以及对螺旋体原生质柱切应力的影响规律.结果 (1)鞭毛水平方向受力曲线随偏心率呈抛物线变化规律,鞭毛两侧压力差和黏性阻力随偏心率逐渐增大是造成鞭毛水平方向受力曲线出现峰值的主要原因,鞭毛间距对鞭毛水平方向受力影响较小;(2)鞭毛力矩曲线随偏心率呈指数变化规律,鞭毛间距越小,鞭毛力矩越大;(3)鞭毛间距对原生质柱壁面切应力没有显著影响,但随鞭毛数量增多和偏心率增大而增大.结论 数值模拟结果可以定性反映螺旋体鞭毛受力特性,为进一步认识螺旋体形态结构、运动机制以及治病特性提供参考.
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膝骨关节炎与膝关节伸、屈肌群肌力的相关性研究
目的 通过研究膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)症状及病变阶段与膝关节伸、屈肌群肌力的相关性,探讨KOA患者肌力训练的关键肌群.方法 社区募集健康老年人、单膝KOA患者、双膝KOA患者共99位志愿者,应用膝关节等速肌力测试、WOMAC评分、6 min步行测试、CS-30测试,分析志愿者膝关节伸、屈肌群峰力矩与KOA症状、全身有氧运动能力、关节功能等的相关性.结果 单膝KOA组患者患侧膝关节伸肌群等速峰力矩显著低于健侧.双膝KOA组患者症状严重侧和症状较轻侧膝关节伸、屈肌群等速峰力矩差异均有统计学意义.双膝KOA组患者膝关节伸肌群等速峰力矩显著低于健康组.KOA患者膝关节伸、屈肌群等速峰力矩与CS-30测试、6 min步行测试均呈正相关,均与年龄呈负相关;膝关节伸肌群等速峰力矩与WOMAC评分的疼痛和功能障碍项呈负相关.结论 膝关节伸、屈肌群均与KOA相关,KOA康复过程中不仅需重视股四头肌等伸肌群的训练,而且要兼顾腘绳肌、腓肠肌等屈肌群的训练.
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压力下角质形成细胞与成纤维细胞共培养对细胞增殖及胶原合成的影响
目的 研究压力下人角质形成细胞(human keratinocytes,HKC)和人成纤维细胞(human fibroblasts,HFB)的三维共培养对细胞增殖及胶原蛋白合成的影响.方法 将HKC与HFB分别接种于壳聚糖-明胶支架2d后,将气-液界面诱导分化1d后的HKC-壳聚糖-明胶复合物与HFB-壳聚糖-明胶复合物共培养12 h,3.4 kPa气体压力加载24h,并以压力单独培养、无压力单独培养或无压力共培养作为对照.HE染色观察细胞在支架中的分布及生长情况,MTT法测定细胞增殖情况,羟脯氨酸试剂盒测定上清液中的胶原含量.结果 HE染色发现,HKC与HFB均可以在壳聚糖-明胶支架上正常增殖成片;3.4 kPa压力或共培养均可以促进HKC增殖和胶原合成,抑制HFB增殖及胶原合成.结论 压力及共培养是影响HKC与HFB增殖及胶原蛋白合成的重要因素,研究结果为手术切除瘢痕后移植组织工程表皮结合压力法治疗增生性瘢痕的可能机制提供参考.
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造影红细胞对剪切流中肿瘤细胞黏附的影响
目的 研究造影红细胞对剪切流环境中白细胞介导肿瘤细胞在内皮细胞上黏附的影响.方法 在平行平板流动腔中加入20％比容的造影红细胞,分析不同剪切率(62.5、100、200 s-1)下内皮细胞上黏附白细胞数目、肿瘤细胞与黏附白细胞的碰撞事件以及稳定黏附肿瘤细胞数目的变化.结果 造影红细胞促进白细胞在内皮细胞上黏附,增加肿瘤细胞与黏附白细胞的碰撞频率,并终促进肿瘤细胞在内皮细胞上的黏附,且这一现象在高剪切率(200 s-1)下更为明显;但造影红细胞对肿瘤细胞的黏附效率并无显著影响.结论 剪切流中造影红细胞的存在对肿瘤细胞在内皮细胞上的黏附起到促进作用,研究结果为探索癌症治疗方法提供理论基础.
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三种内固定方式固定胫骨平台后外侧骨折的生物力学研究
目的 探讨胫骨平台后外侧骨折合理有效的内固定方式.方法 制作成年男性尸体胫骨平台后外侧骨折模型12个,随机平均分为3组,分别使用前侧6.5 mm拉力螺钉、胫骨平台外侧L型4.5 mm解剖锁定钢板、后侧T型3.5 mm锁定钢板固定.对标本模型进行轴向加压250、500、750、1000 N,检测其轴向位移及应力.结果 在相同应力下,前侧螺钉组轴向Y轴位移小,分别与外侧钢板组和后侧钢板组存在显著差异,而外侧钢板组与后侧钢板组之间Y轴位移没有显著差异;前侧螺钉组在标识点的应力分布为均衡.结论 在胫骨平台后外侧骨折的固定中,前侧螺钉能够有效增加轴向稳定,骨折块周围应力分布均衡,是一种有效的力学固定方式,外侧钢板在横向的稳定性控制上具有一定优势,后侧钢板对于后方需要复位的平台骨折具有一定价值.
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颞下颌关节骨骼肌肉系统三维有限元模型的构建
目的 探讨基于影像学与解剖学构建颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)骨骼肌肉系统三维有限元模型的可行性,为TMJ生物力学研究提供建模的新思路.方法 采集第2代中国虚拟人男性第23号头颅CT图像、咀嚼肌及TMJ关节盘MRI图像,以DICOM格式导入Mimics软件进行三维重建,再通过Geomagic Studio软件配准模型、优化模型及构建关节软骨和关节囊,后由ANSYS软件定义各组织的材料属性,建立TMJ骨骼肌肉系统的三维有限元模型.结果 建立了一个包含关节盘、关节软骨、关节囊、上颌骨(包括颧骨及鼻骨)、下颌骨、颞骨(包括部分顶骨)、蝶骨、上牙列、下牙列、颞肌、咬肌、翼内肌、翼外肌、颞下颌韧带、蝶下颌韧带及茎突下颌韧带的TMJ骨骼肌肉系统的三维有限元模型.结论 根据CT、MRI图像和解剖学,利用Mimics、Geomagic Studio及ANSYS 可以精确、可行地构建TMJ骨骼肌肉系统的三维有限元模型.模型更加真实还原TMJ的生物力学环境,为TMJ生物力学研究提供新的建模方法,为临床上TMJ疾病的可视化治疗提供仿真平台.
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利用非均匀格子Boltzmann方法研究支架对颅内动脉瘤血流动力学的影响
目的 研究截面为不同旋转角度的三角形支架对颅内动脉瘤血流动力学的影响.方法 采用非均匀格子Boltzmann方法对支架区域进行局部加细,并结合曲边界处理格式对置入支架的颅内动脉瘤进行数值模拟.通过对动脉瘤内流动形态、瘤口速度、瘤内速度减小量等动力学参量的分析,探讨不同旋转角度支架用于治疗颅内动脉瘤的效果.结果 在减小瘤内血流速度方面,旋转角为180°的三角形截面支架效果好,无旋转的三角形截面支架引起的速度减少量小.在孔隙率较低情况下,截面为不同旋转角度的三角形支架起到效果差异较小.结论 非均匀格子Boltzmann方法结合曲边界处理格式可以较准确地研究动脉瘤血流动力学特性,为支架的设计提供参考依据,并为临床介入治疗法提供一定的指导.
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FoxO1在持续张应力促MC3T3-E1细胞成骨向分化中的表达变化
目的 研究体外持续张应力对MC3T3-E1细胞成骨向分化过程中Forkhead转录因子1(Forkhead box proteinO1,FoxO1)表达的影响,探讨FoxO1在持续张应力促进骨向分化机制中的作用.方法 MC3T3-E1细胞接种,应用FX-4000TTM细胞应力加载系统予以体外力学干预.施加频率1 Hz、幅度10％的张应力,按照加力时间长短分为对照和l、4、6、12、24、48、72 h组.运用酶化学染色、实时荧光定量PCR、蛋白免疫印迹、细胞免疫荧光等方法观察持续张应力对MC3T3-E1成骨能力变化的影响及FoxO1基因、蛋白表达和细胞定位情况.结果 (1)持续张应力能够促进MC3T3-E1骨向分化.细胞碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)表达量在24、48 h显著高于对照组,骨钙素(osteocalcin,OCN)表达水平于72 h达峰值并显著高于对照组,骨特异性转录因子(runt-related transcription factor-2,Runx2)表达量在4h与对照组相比显著升高,其蛋白表达量也随加力时间而改变.加力组ALP染色结果与对照组有显著差异.(2)持续张应力促进FoxO1的基因和蛋白表达.FoxO1基因表达水平24 h增高明显,其蛋白表达量于12 h显著上升.(3)加力6 h FoxO1胞核聚集,胞浆可见,但于24h转位在胞浆大量表达.结论 10％持续张应力可以促进MC3T3-E1的成骨向分化,同时FoxO1基因和蛋白表达上调、蛋白定位改变.探寻FoxO1表达水平和定位情况在力学刺激下的变化规律,可为研究其在力学刺激中发挥的作用提供实验基础.
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基于有限元仿真和遗传神经网络的轿车-行人事故重构
目的 为充分利用轿车-行人碰撞中行人损伤信息对事故过程进行重构,提出采用有限元仿真和遗传神经网络逆向推导轿车-行人事故中碰撞参数的新方法.方法 利用Hyperworks和LS-DYNA软件进行不同碰撞速度(25、40、55 km/h)和接触角度(背面、左侧、正面、右侧)的碰撞仿真,获取行人头部伤害指标(head injury criterion,HIC)和胸壁大运动速度.根据损伤生物力学判据分析行人头部及胸部的损伤程度,并以行人头部和胸部损伤程度以及位置信息作为预测变量,采用遗传神经网络求取碰撞参数的预测值.后利用两起具有确切碰撞参数的轿车-行人视频案例对该方法进行验证.结果 两起视频案例中轿车碰撞行人速度分别为54、49 km/h,行人接触轿车角度均为180°.根据行人损伤信息得到轿车碰撞行人速度的预测值分别为51、43 km/h,行人接触轿车角度的预测值分别为184°和169°,两起事故重构准确度分别为0.94和0.88.结论 利用行人损伤信息可以准确有效地对轿车-行人事故中的碰撞参数进行预测,既能为轿车-行人交通事故成因分析及责任认定提供新的方法,也为进一步提高轿车-行人碰撞中行人头部及胸部损伤的防治效果提供了理论依据.
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穿不同鞋与裸足对羽毛球蹬地动作下肢及跖趾关节运动协调特征的影响
目的 探讨穿着不同鞋和裸足对羽毛球典型蹬跨步动作蹬地时腿下肢和跖趾关节运动协调的影响,为羽毛球运动的科学训练和专用鞋的选择及研发提供理论基础.方法 选取优秀男子羽毛球运动员作为研究对象,穿着某品牌羽毛球成品鞋、某款羽毛球样品鞋和裸足作为不同鞋条件,并以羽毛球典型蹬跨步作为测试动作.利用Vicon运动捕捉系统和高速摄像仪同步采集下肢蹬地过程中髋、膝、踝和跖趾关节的运动学及协调特征.结果 (1)在蹬地阶段,穿着两款羽毛球专项鞋时下肢各关节的运动学表现并无显著性差异,但相比裸足,两款鞋均在一定程度上增加踝、跖趾关节的角速度,并显著减低各关节角速度到达峰值的时间;(2)下肢运动协调特征方面,3种足鞋条件均表现为在相近时间内下肢髋、膝、踝和跖趾关节由近及远依次加速蹬伸.结论 穿着运动鞋具备更好的蹬伸动力来源,能增加蹬伸的速度和效果,有利于提高运动表现;羽毛球蹬伸动作协调性的表现形式倾向于顺序性与同步性的合理组合,建议应针对性地加强踝、跖趾等末端关节的速度和力量训练.
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Hybrid手术对颈椎力传导方式的影响
目的 研究人工椎间盘置换(total disc replacement,TDR)合并融合的Hybrid手术后颈椎的力传导模式,从生物力学角度加深对Hybrid手术的认识.方法 建立正常颈椎有限元模型(INTACT模型),模拟C4 ～6节段退变的3种手术方案:上置换+下融合(TDR45模型)、上融合+下置换(TDR56模型)、双节段融合(Fusion456模型).结果 所有手术模型中,融合节段的活动能力完全丧失,置换节段的活动能力有所增加.在160 N轴向力作用下,INTACT模型整个节段后伸4°,而TDR45与TDR56模型的颈椎节段分别后伸8.2°与8.9°.在TDR56模型中,经过C5椎体的力减少20％,经过置换节段小关节的力增加3.8倍.在TDR45模型中,经过置换节段小关节的力增加50％.INTACT模型的大关节应力为0.8 MPa,而TDR45与TDR56模型置换节段的小关节应力均高达正常颈椎的2倍.结论 由于置换节段活动范围的增加,Hybrid术后颈椎曲度在轴向力作用下发生较大改变(后伸).这种改变将导致经过置换节段椎体的力有所减少,而经过小关节的力有所增加,从而增加置换节段小关节的应力.
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评估肌肉疲劳的中枢和外周起源
疲劳是很多内科及神经疾患的常见表现,理解这些疾病肌肉疲劳的中枢或者外周起源对制定针对性的肌肉疲劳治疗措施具有重要指导意义.综述肌肉疲劳发生的中枢因素(包括脊髓水平和激素上水平所有可以导致运动神经元兴奋性下降的因素)、外周因素(包括神经肌肉的传播、肌肉动作电位的扩散、兴奋-收缩偶联),并讨论采用直接(大自主收缩、抽搐力)和间接(抽搐叠加、肌电图、运动皮质刺激)的检测方法评估肌肉疲劳的中枢和外周起源.
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剪切力条件下血管内皮细胞与平滑肌细胞的相互作用
血管内皮细胞(endothelial cells,ECs)与平滑肌细胞(smooth muscle cells,SMCs)是血管壁的主要细胞,它们之间的相互作用在维持血管正常的生理功能以及心血管疾病的发生发展过程中至关重要.为真实模拟ECs与SMCs体内条件下的位置关系与生长状态,人们建立了多种共培养系统.介绍当前几种常用的能够加载流动剪切力的共培养系统,并分别比较其优势与不足;简要总结剪切力条件下ECs与SMCs相互作用对ECs与SMCs表型与分布、SMCs生长与迁移、ECs表面相关黏附分子表达的影响.研究表明,一氧化氮(NO)、细胞因子、microRNA等可以作为信号分子介导ECs与SMCs之间的相互作用.
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《医用生物力学》2010～2013年主要期刊文献计量指标分析
目的 对《医用生物力学》杂志2010 ～2013年主要期刊文献计量指标进行定量分析,评估杂志的学术水平和影响力,为作者、读者和杂志今后发展提供参考.方法 查找中国科学信息技术研究所《中国科技期刊引证报告(核心版)》以及中国知网数据库发布的杂志各项文献计量指标数据,开展文献计量学统计分析.结果 2010～2013年,杂志总被引频次、影响因子、即年指标、来源文献量、平均引文数、机构分布数、基金论文比、引用半衰期均增整体呈稳步上升趋势,但他引率、被引半衰期、海外论文比整体呈下降趋势,引用刊数、平均作者数、地区分布数变化不大,稿件来源的地域性较强.结论 杂志4年来已建立起一支稳定的高水平核心作者和编委队伍,报道内容的学科分布较广,办刊质量稳步上升,学术影响力不断提高,但杂志跨学科专业性较强,仍需进一步扩大学术影响力的广度.
| 年 | 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 |
