学术投稿

国人股骨和胫骨各向异性力学参数及流变特性测试

王勃;陈孟诗;樊瑜波

关键词:人股骨, 胫骨, 各向异性材料, 力学参数, 流变, 应力松弛试验, 有限元计算, 试验结果, 屈服强度, 破坏强度, 记录曲线, 函数拟合, 国人, 各向同性, 弹性模量, 材料属性, 拉伸比, 非均匀, 压缩, 对数
摘要:试验背景骨是一种非均匀各向异性材料,它和其它材料一样具有自己的各种材料属性.人们已经在这方面做了不少工作,但目前有关国人股骨和胫骨不同方向的力学参数尚很少见,人们在进行有限元计算时常采用各向同性假设.我们测试了国人的股骨和胫骨不同方向的屈服强度、破坏强度、弹性模量和大压缩拉伸比.并做它们的应力松弛试验,将试验结果记录曲线用对数函数拟合,得到应力松弛时力与时间的关系.
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  • 整合素对肝癌细胞与Ⅳ型胶原粘附与趋化行为的影响

    采用微吸管实验技术,测定肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)细胞与Ⅳ型胶原裱衬表面的粘附力;进一步加入针对整合素alpha1~alpha6(CD49a~CD49f)和beta1亚单位(CD29)的单克隆抗体(Anti-CD49a~Anti-CD49f、Anti-CD29)处理HCC细胞,观察Anti-CD29对细胞与Ⅳ型胶原裱衬表面的粘附力的影响.采用双微吸管实验法进行HCC细胞趋化实验,在两侧微管内加入相同浓度的Ⅳ型胶原,并引导微管尖端与同一细胞紧密接触,动态观察细胞两侧伪足形成过程;在一侧微吸管内分别加入Anti-CD49a~Anti-CD49f、Anti-CD29,考察整合素亚单位阻断对HCC细胞伪足形成的影响.利用流式细胞仪对HCC细胞表面整合素亚单位的表达进行分析.从而可以直观清楚地得到整合素分子阻断对HCC与Ⅳ型胶原裱衬表面粘附和整合素分子对介导HCC细胞向Ⅳ型胶原发生趋化行为的影响.

    作者:吴泽志;傅遍红;董澄;秦建;蔡绍皙;吴云鹏 刊期: 2003年第z1期

  • 组织工程化肌腱修复鸡趾屈肌腱缺损的生物力学特性研究

    目的肌腱缺损的修复与功能重建是骨外科的研究重点之一.组织工程化肌腱为修复肌腱缺损开辟了一条新途径.它具有良好的生物相容性、生物活性、生物力学相容性并能诱导胶原生成.近年来,在组织工程化肌腱方面已开展了多方面的研究,初步临床应用也取得了较好的效果.但是,从组织工程化肌腱的研究和应用中发现,它在植入体内后,其抗拉强度始终达不到正常肌腱的数值.不难推断,材料在体内的降解速率及诱导生成的胶原纤维的数量和质量同新生肌腱的生物力学性能有密切关系.

    作者:秦廷武;张姝江;杨志明;李秀群 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

  • 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

  • 左心室室壁运动的仿真研究

    近年来,心脏病的发病率越来越高,已经成为危害人类生命健康为严重的疾病之一.心脏病经常影响左心室容积、心肌质量和功能,同时,左心室容积的改变在某种程度上又影响左心室形状的改变.因此,定量描述左心室室壁局部运动和整体运动,以及左心室形状的改变,对心脏病的诊断和治疗有着特殊重要的意义.

    作者:徐宏亮;李晓阳 刊期: 2003年第z1期

  • 兔下肢股静脉生物力学指标的测量

    实验设备与用材1.视频维度分析仪系统(VDA)该系统是由电视摄象机、电视录象机、视频维度分析仪、监视器、带条记录仪组成,电视摄象机用于记录兔下肢股静脉长度的变化,然后将信号分别传到电视录象机和视频维度分析仪,电视录象机将所拍摄的信号存储起来,视频维度分析仪可将视频信号加以分析,以获得其长度的变化,变化的情况可由监视器来观察,带条记录仪可将应变与时间的关系曲线绘制出来.

    作者:冯岱雅 刊期: 2003年第z1期

  • BMP-2 Gene Modified Tissue-Engineered Bone in the Repair of Segmental Tibial Bone Defects in Goats

    Objective To evaluate the osteoinductivity of bone marrow derived mesenchymal stem cells (BMSCs) transduced by adenovirus mediated human bone morphogenetic protein - 2 ( Adv - hBMP - 2) gene, and the effectiveness of hBMP - 2 gene modified tissue - engineered bone substitute in the repair of diaphyseal segmental bone defects of goats.

    作者:Kerong DAI;Xiaoliang XU;Tingting TANG;Chaofeng YU;Zhen'an ZHU;Min XU;Liulong ZHU;Jueren LOU 刊期: 2003年第z1期

  • 基底周期拉伸作用下细胞在不同方向上的迁移和增殖的比较

    已有的研究表明细胞在周期拉伸作用下会发生取向调整,细胞长轴将垂直于应变方向.同时周期拉伸会促进细胞的增殖和迁移.Sumpio等的研究表明,周期拉伸有促进细胞迁移的作用,并认为周期拉伸促进细胞迁移和形态改变与rho蛋白P21有关.我们试图揭示周期拉伸对细胞增殖和迁移的的影响是否具有方向性.

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

  • 低切应力对血管平滑肌细胞原癌基因蛋白c-Fos和c-Myc表达的影响

    切应力可调节细胞的增殖和凋亡,从而影响血管的重建.研究低切应力对完整血管平滑肌细胞原癌基因蛋白c-Fos和c-Myc表达的影响,可以初步探讨切应力引起血管平滑肌细胞增殖和调亡的机制.本文应用血管体外应力培养系统,将一段完整的猪颈总动脉在体外进行培养,控制定常流和血管腔内压力100mmHg,在中(20dyn/cm2)、低(5dyn/cm2)切应力条件下体外培养1、6、24h,采用免疫组化和计算机图象分析方法观察血管壁平滑肌细胞c-Fos和c-Myc表达的情况.

    作者:姜宗来;刘艳春;刘波;张峰;张炎 刊期: 2003年第z1期

  • 肿瘤抑制因子PTEN在高血压动脉重建中的作用初探

    肿瘤抑制因子PTEN(Phosphatase and TENsion homology deleted on chromosome 10)是新近发现的具有磷脂磷酸酶和蛋白磷酸酶双重活性的磷酸酶.人体的多种肿瘤与PTEN基因突变有关.PTEN参与多种细胞增生、迁移、粘附、凋亡、细胞周期等功能的调控.然而,PTEN对心血管系统作用的研究却甚少,它是否参与了应力介导的动脉重建尚未见报道.本文旨在观察血管紧张素转换酶抑制剂卡普托利对高血压大鼠主动脉PTEN mRNA表达的影响,探讨PTEN是否参与了高血压动脉重建.

    作者:严志强;胡亚娥;刘波;姜宗来 刊期: 2003年第z1期

  • 家兔腓肠肌在电刺激下的力学行为

    材料与方法以家兔腓肠肌为研究对象,游离出其肌腱作为测力点.实验时采用从耳缘静脉注射乌巴比妥钠溶液对家兔进行全麻,手术中,用手术钳拉起肌膜,分离至膕窝处,游离出胫神经并将腓肠肌和臀肌二头肌及半膜肌全部分开.在跟骨处割断跟腱,将腓肠肌腱和比目鱼肌腱分离.用手术线将腓肠肌腱绑定在传感器延长杆上,尽量减少肌腱力学性能对实验的影响.定时滴加生理盐水,以免肌肉表面的脱水和导电不良.

    作者:陈维毅;邵西仓;张学锋 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

  • 微载体颗粒在旋转壁式生物反应器内的运动与受力分析

    微载体悬浮培养是贴壁细胞的一种常见培养方式,在大多数传统的生物反应器中一般都有搅拌装置,这样会带来较高的剪切力并且极易导致湍流,容易使待培养的细胞受到损伤.

    作者:鞠智好;刘天庆;崔占峰;马学虎 刊期: 2003年第z1期

  • Stretching Alpha Helix of 18 Peptide by Computer Simulation

    Aims Molecular biomechanics is emerging as a new field in recent years [1]. But the experiment methods now limited by the specimen preparing, which relies on the complicate physical and chemical operation of single molecule. On computer by software, it is much more convenient to do such stretching by simulation. And Insight Ⅱ [5] software, running on Irix system,provides the convenience for us in this field.

    作者:Honggang ZHONG;Xiaohui MA;Cunxin WANG 刊期: 2003年第z1期

  • 基底不同力学状态改变过程中细胞应力纤维的重排比较

    基底的拉伸和流动剪切一样,是体内细胞所处力学环境的重要构成要素,许多文献和我们的研究表明周期拉伸对细胞的取向,细胞骨架的重排和其他生理功能产生影响.结合文献,我们提出周期拉伸过程中,细胞的取向发生的机制可能是:细胞在拉伸的过程中细胞在大主应变方向上被拉长,骨架内的张力因此提高,为维持正常的张力状态,骨架(应力纤维)做出相应的装配调整,使应力纤维在大主应变方向上延长而保持张力的相对恒定.这样应力纤维在大主应变方向的原始长度就增加了;周期拉伸的放松阶段,细胞在大主应变方向上回缩,已作出适应拉伸状态的调整的应力纤维就会失去原有的等长张力,从而引发应力纤维的解聚.要验证上述假设,有必要分别研究不同的基底力学状态改变过程中的应力纤维重排.

    作者:黄岂平;蔡绍皙;黄明;王红兵;秦建;王远亮 刊期: 2003年第z1期

  • 猪肝门静脉生物力学特性的增龄性变化

    本研究对猪肝门静脉的生物力学特性与月龄间的关系进行了探讨,为猪→人异种肝移植提供力学资料.取1~6月龄正常猪肝门静脉36例,利用软组织力学试验机测定其压力-直径关系数据,计算出血管各向同性增量弹性模量(Einc)、压力-应变弹性模量(Ep)、容积弹性模量(Ev)和顺应性(Compliance).

    作者:王配军;李文春;孙万群;黄铁柱 刊期: 2003年第z1期

  • 螺旋种植体界面愈合过程的数值模拟

    口腔种植体在植入过程中可产生机械损伤,从而在种植体界面形成由骨基质和血凝块组成的环状坏死区域(本文称为修复区).在标准的二阶段种植法中,种植体首先埋藏于颌骨内三到六个月(愈合阶段),然后通过第二次手术连接义齿或上部结构,开始承担功能载荷(功能阶段).因此,种植体在愈合期间并不直接承受载荷,修复区只间接经历由于颌骨在功能载荷作用下的变型所引起的应力.本文的目的在于建立一个关于种植体界面愈合的生物力学模型,并用有限元方法数值模拟种植体界面在愈合阶段和功能阶段的塑建改建过程.

    作者:荣起国;J.Lenz;K.Schweizerhof;H.J.Schindler 刊期: 2003年第z1期

  • A Novel Method to Predict Left Ventricular Ejection Fraction after Revascularization Using Mechanical Modeling and Echocardiography

    An important goal of cardiac revascularization is to improve the left ventricular ejection fraction ( LVEF), which is an important long - term prognostic clinical indicator for patients with coronary artery disease. Prediction of cardiac function improvement after revascularization would be very helpful for patients with severe left ventricular dysfunction who are at high surgical risk. Our objective is to develop a quantitative method to estimate post -revascularization LVEF prior to revascularization.

    作者:Haichao HAN;Stamatios LERAKIS 刊期: 2003年第z1期

  • 机械压力及细胞内钙释放通道阻滞对颞下颌关节髁突软骨细胞骨架影响的研究

    目的探讨颞下颌关节髁突软骨细胞(mandibular condylar cartilage,MCC)的骨架系统随机械力的变化过程及其是否受到细胞内钙及其IP3通道的影响.

    作者:张旻;王美青;王景杰 刊期: 2003年第z1期

  • 内皮细胞力学实验图象定量分析系统

    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.

    作者:李晓宁;樊瑜波 刊期: 2003年第z1期

医用生物力学杂志

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