学术投稿

内皮细胞力学实验图象定量分析系统

李晓宁;樊瑜波

关键词:内皮细胞, 力学实验, 图象, 剪切力, 形态学指标, 定量分析系统, 形态学变化, 形状变化, 细胞生长, 体外培养, 机械, 定量研究, 适应性, 力环境, 力刺激, 计算机, 方向性, 多边形, 损伤, 开发
摘要:体外培养的内皮细胞在剪切力环境中会由起始的无规则多边形逐渐沿剪切力方向伸长,后表现为梭形,细胞长轴与剪切力方向一致.细胞的方向性改变和伸长是它对剪切力的一种适应性改变,这种改变被认为可以减轻细胞的机械荷载,从而保护细胞自身免受剪切力引起的损伤.定量研究力一细胞生长的关系,需要一些力学形态学的指标来刻画细胞在机械力刺激下的形状变化.为了定量分析内皮细胞在剪切力作用下的形态学变化,测量我们提出的一些力学形态学指标,我们开发了一套计算机图象定量分析系统.
医用生物力学杂志相关文献
  • 脉动膜式张应力环境下血管平滑肌细胞的生长、增殖及重建

    心血管系统中,由于心脏有节律的收缩和舒张引起动脉管壁周期性运动,血管平滑肌细胞(Vascular Smooth Muscle Cells)受到脉动式交变张应力作用.长期以来,人们认识到张应力/应变对细胞的生长、增殖及重建起着重要的作用.本文利用自行研制的脉动膜式张应力施加装置,对成年雄性SD大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞加载,研究弹性基底膜周期性应变对血管平滑肌细胞生长与增殖的影响,并初步探讨细胞骨架重建过程中的力学响应机制.

    作者:何辉;樊瑜波;邹远文;宋锦璘;陈道运;蒋文涛;郭欣 刊期: 2003年第z1期

  • Effects of Simulated Weightlessness on Mechanotransduction in Osteoblasts

    Objective Bone cells, particularly osteoblasts and osteocytes, can detect fluid flow as mechanical signal in situ, transduce the physical stimuli into biochemical signals and integrate these signals into appropriate changes in the architecture of bone. This process, termed mechanotransduction, is the essential cellular mechanism for the bone adaptation. Exposure to weightlessness during space flight may lead to a lower load state of stress, which can induce the osteopenia in crewmembers skeleton system. This study was aimed to explore the effects of weightlessness on mechanotransduction in osteoblasts.

    作者:Shu ZHANG;Bing WANG;Xingyu WU 刊期: 2003年第z1期

  • 动脉壁切应力和周向应力的协同作用

    前言在体动脉的内皮细胞暴露于血流中,同时承受着血流产生的壁切应力(WSS)和血压导致的周向应力(CS)的作用.在体或离体的研究表明,血流切应力和周向应力与内皮细胞的结构和功能密切相关.但绝大部分研究都是研究血流切应力或周向应力对内皮细胞的单独作用.由于在体动脉中血流和血压不是孤立存在的,它们之间存在着联系,因之产生的血流切应力和血管周向应力不是孤立地对内皮细胞起作用,而是联合地起作用.已有的在体实验结果表明,低流体切应力和高周向应力的联合作用与动脉粥样硬化紧密相关.

    作者:覃开蓉;柳兆荣;Akira KAMIYA;Joji ANDO 刊期: 2003年第z1期

  • 转变基底周期拉伸方向对细胞取向的影响

    细胞在周期性拉伸的作用下,会发生长轴垂直于大主应变方向的取向调整,已经被很多研究者的研究证实,现在的问题是取向调整是否由周期拉伸的方向决定?加载方向转变后,细胞的取向是否会跟随调整呢?同时由于周期拉伸前细胞的取向是随机的,因此仅靠对细胞施以一次性的周期拉伸难以全面反映取向调整的过程.假如对周期拉伸作用后已经取向一致的细胞转变加载方向再次加载,可以对研究周期拉伸下细胞取向调整的过程做出很好的补充,对于组织工程研究在体外如何实现对细胞排布的有效控制也是有益的.我们选择在体内主要受拉伸刺激的血管平滑肌细胞(VSMCs)作为研究对象,利用自行研制的弹性膜圆管膨胀加载装置,和计算机图像处理系统,对这一问题做了一些探索.

    作者:黄岂平;王红兵;卢晓;秦建;蔡绍皙 刊期: 2003年第z1期

  • Effects of Fluid Shear Stress on Neutrophil Activation and Adhesion in Experimental Acute Pancreatitis

    Neutrophil activation and adhesion play important roles in many inflammatory processes, but their importance in both acute pancreatitis (AP) and pancreatitis- associated microcirculatory derangements has not been defined.The aim was to better understand flow -induced the changes of [ Ca2+ ]i, the polymerization of filamentous actin( F -actin),the expression of (2 -intgrin(CD18) and L- selectin(CD62L) on neutrophil in pancreatic microcirculation of AP.

    作者:Zongguang ZHOU;Youqin CHEN;Yongyang YU;Huaiqing CHEN 刊期: 2003年第z1期

  • 老年人平衡能力分析与评价

    前言摔倒是造成老年人受伤和猝死的重要原因,给家庭和社会带来巨大的负担,得到社会的高度关注.老年人平衡能力下降的原因是多方面的,神经肌肉骨骼的恶化导致了平衡系统的下降,其中包括肌力变化、关节柔韧性降低、视力减弱、前庭功能下降等.老年人步态、运动平衡能力等方面的研究,是目前国际生物力学界的一个热点问题.人静止站立在测力台上,由力信号经计算后获得每一瞬间重心投影点与台面中心的距离,从而得到重心移动轨迹图,计算有关重心轨迹的参数可定量地反映人体静态平衡能力.其主要参数有轨迹总长、总位移、轨迹圆面积、轨迹矩形面积、前后X、Y方向上分别的大位移和摆速、左右摆速等,轨迹长反映出人体晃动的程度,面积则直观地反映出晃动时人体重心走过的范围.

    作者:赵芳 刊期: 2003年第z1期

  • Coupling between the Deformation of the Endothelial Cell and the Applied Steady Shear Flow

    Introduction The coupling between the endothelium and blood flow is an important biomedical problem and has drawn extensive research. Endothelial cells (ECs) are known to adapt their shapes and functions in response to applied shear flow.Shear Stress being regarded as a primary triggering signal for cellular remodeling, it is important to understand the interaction mechanism between applied shear flow and endothelial cells.

    作者:Xiaoheng LIU;Xiong WANG;Huaiqing CHEN 刊期: 2003年第z1期

  • 基于体素的牙种植体及周围骨多尺度有限元应力分析平台的开发

    作为口腔修复的重要手段,种植牙手术由于能兼顾美观性和功能性的要求,近年来越来越多地被临床所采用.然而,种植体植入后引起的应力环境的巨大改变以及相应的周围骨的适应性重建常导致种植体松动和脱位,使手术失败.因此,了解种牙植体及周围骨中的应力分布,预测这些骨的适应性重建,对从生物力学角度评价种植牙手术有重要意义.

    作者:蒲放;樊瑜波;董骧 刊期: 2003年第z1期

  • 体外血栓形成的电阻抗特性研究

    血栓形成与心脑血管疾病等许多因素有密切关系,其中脑血栓形成在缺血性中风中发病率高.随着我国老龄人口的增多,其发病率也会相应增加.本文对体外血栓形成与电阻抗特性的关系进行了研究.用电阻抗法对体外血栓进行研究,通过检测红细胞等有形成分在其悬浮液中的再分布及其状态的改变,从而导致电阻抗发生变化来检测血栓的形成过程,速度和能力,可为血栓形成的检测提供一条新的手段.

    作者:吴明海;孙晓明;刘凤芹;管靖华 刊期: 2003年第z1期

  • Experimental Study on the Effects of Femoral Head's Osteonetosis on the Biomechanical Properties of the Femoral Head's Cancellous Bone

    Do the tension、compress and bend test on the normal and morbid femoral head cancellous bone and do the stress relaxation and creep test on the lognitudinal and the transverse samples. Then compare the mechanical natures of the normal and the morbid femoral head's cancellous bone. The object of this research is to offer the basic theory for the research of artificial joint material、the design of artificial joint、the implantation of artificial femoral head and the bone's creation and rebuilding.

    作者:Hongshun MA;Hai ZHANG 刊期: 2003年第z1期

  • 腱和韧带中的组织液流动

    组织液是构成的细胞所生存的微环境,与生理上一些疾病的发病机制以及细胞的新陈代谢息息相关.一直以来,对组织液的研究主要是对组织液成分的研究,在这方面已取得了很大的进步.但近些年来,人们又发现组织液中同样也存在着流动,而且组织液流动有着非常重要的生理意义,并且越来越引起人们的关注.特别是在一些缺乏血管的组织中如韧带或腱中,组织液的流动就会显得更为重要.组织液不再仅仅被认为是各向同性的停滞的水凝胶,研究组织液已经从静态的研究转化为研究组织液的动态.例如Tarbell等人研究血管壁中组织液的流动并探讨了由组织液流动所产生的剪切应力对其中的平滑肌细胞的影响.

    作者:丁光宏;杨静;姚伟 刊期: 2003年第z1期

  • Effects of Molecular Length, Ortientation and Amino Acid Mutation on Kinetics of Selectin/Ligand Interactions

    Receptor/ligand interactions are basic issues to cell adhesion, which are important to many physiological and pathological processes such as lymphocyte-mediated cytotoxicity ,tumor metastasis and inflammatory reactionl.

    作者:Jun HUANG;Juan CHEN;Mian LONG 刊期: 2003年第z1期

  • A Preliminary Study and Prospect for the Telemetering of Cardiac Contractility

    The decline of cardiac contractility is a serious outcome of heart failure, and therefore, the measurement and evaluation of cardiac contractility and its reserve is of great clinical significance. However, there are at least two problems in this aspect:( 1 ) the concept of cardiac contractility has serious defects, including the absence of any potential indicator that can be measured in situ and is free of significant criticism and, particular, the absence of any acceptable noninvasive indicator, and the impossibility of separating the effects of contractility changes from those of load or heart rate; (2) the requirement of the telemetering of cardiac contractility for the patients, athletes, and ordinary persons has not been met.

    作者:Shouzhong XIAO 刊期: 2003年第z1期

  • 周期性拉伸对成骨细胞基质合成、矿化和分化的影响

    用四点弯曲加载装置研究拉伸对成骨细胞胶原合成、矿化和分化的影响.细胞在1500με加载24 h.从三个方面评价成骨细胞对机械信号的响应:胶原合成,胞外无机钙质分泌和碱性磷酸酶(ALP)活力.结果表明1500με加载抑制了成骨细胞的胶原合成、钙质分泌和ALP活力,证实该应变水平的周期性拉伸降低了细胞的生理活性.

    作者:唐丽灵;王远亮;秦建;苏爱华 刊期: 2003年第z1期

  • 鼾症呼吸压力对气管的影响

    鼾症,即阻塞性睡眠呼吸暂停综合征,是一种严重危害人们身体健康的呼吸系统疾病.鼾症发作时,咽腔以下的气道内呼吸压力波动剧烈、吸气负压极大,造成了气管所处的力学环境严重偏离正常生理状态.

    作者:姚大康 刊期: 2003年第z1期

  • Telomerase Activity and Microgravity- Dependent Apoptosis in Human Leukemia HL- 60 Cells

    Mammalian cells subjected to conditions of spaceflight and the microgravity environment ofspace; manifest a number of alterations in structure and function. Among the most notable changes incells flown on the Space Shuttle are reduced growth activation and decline in growth rate in the totalpopulation[1-3]. Other changes include chromosomal aberrations[4], inhibited locomotion[5] , alteredcytokine production[6, 7], changes in PKC distribution[8] , and increased apoptosis[3]. Human lymphocytesrespond poorly to mitogenic stimulation in microgravity[2] and cells of the lymphoblastoid T cell line,Jurkat, are growth arrested[3].

    作者:Xiaonan HOU;Mian LONG;Zulai TAO 刊期: 2003年第z1期

  • 一体化小腿假肢的三维有限元应力分析

    一体化假肢是以高分子聚合物为材料,从接受腔到假腿一体成型的新型下肢假肢;而传统型假肢的假腿往往是一根金属杆,接受腔和金属杆之间用金属连接件连接.很明显,一体化假肢比传统型假肢更经济、美观、轻便,具有较大的研究价值,但目前一体化假肢还只是一个概念,尚未批量应用于临床.近,一些学者和机构开始致力于一体化假肢的研发,但尚未涉及对一体化假肢的应力分析.由于一体化假肢与传统型假肢在结构上的差异,因此对一体化假肢进行应力分析具有重要的意义.有限元方法已广泛应用于假肢领域,故本研究采用有限元方法对一体化假肢进行应力分析.

    作者:刘展;樊瑜波;张明 刊期: 2003年第z1期

  • 微圆管内有滑移流动的蠕动传输

    从1875年至今,人们一直研究流动于内管道中并以Knudsen数(Kn=mfp/L,mfp是气体的平均自由程,L是管道面的特徵长度)为主控参数的稀薄气体的物理问题.如果边界或管壁上的气体分子(碰撞或反弹中)之动量转换不完全,则宏观速度在管壁上不为零,亦即有滑移.近由於生物微型电子机械系统(Bio-MEMS)的普遍应用,研究人员开始探索在平滑可变形壁面(平板)管道内的有滑移流动并且发现了由於壁面有波状蠕动所导致的有趣物理行为:如临界回流受气流流动的雷诺数、蠕动(波)的波数、稀薄气体的Knudsen数所控制.

    作者:朱光华;徐红 刊期: 2003年第z1期

  • 动物实验颅内压脉动成分分析

    颅内压(intracranial pressure,ICP)研究在临床上有着十分重要的意义,临床和基础研究发现,颅内压由于心博、呼吸、以及神经调节等的影响而出现上下波动.传统的颅内压研究多停留在静态压及相关因素的分析,注重于对颅内压平均值的监护,对其脉动成分的变化及规律研究很少.本工作通过动物实验研究颅高压状态下颅内压波形的变化及其规律,并从理论上建立颅内压脉动值和平均值之间的数学模型.

    作者:刘玉峰;高昊;袁晖;吴国强;蒋雨平;许世雄 刊期: 2003年第z1期

  • 膝内翻引起胫骨平台内侧骨质增生的模拟

    关于骨功能适应性,人们做了大量的研究工作.骨质增生是骨功能适应性的极端情况,运用骨功能适应性定量理论研究骨质增生,目前,国内外尚未见报道.我们采用骨自优化理论和有限元方法相结合,依据膝内翻引起胫骨平台内侧骨质增生的生理过程,模拟了胫骨平台内侧的骨质增生.

    作者:朱伟民;朱兴华;刘百奇 刊期: 2003年第z1期

医用生物力学杂志

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