超重力环境下大鼠胫骨损伤与跑台恢复研究

目的高+Gz负荷,即在超重力环境中身体承受的载荷,可能导致飞行员和宇航员骨质损伤,并带来重大健康风险。有必要讨论特定G值对骨组织的利弊程度,以及跑台锻炼对其恢复的影响。方法72只12周龄雄性Wistar大鼠随机分为6组,分别在不同的重力环境(+1、+4、+8、+10、+12、+20 G)下承受四周周期性超重力负载实验。随后+1 G,+8 G与+20 G组被分为跑台组与对照组。跑台组进行两周跑台实验,而对照组在此期间休息。通过三点弯曲、CT扫描和q-PCR测量它们胫骨骨组织的机械性能、微观结构和分子标志物。结果随着G值的增加,超重力对大鼠胫骨宏观机械性能愈发有害。微观结构上,+4 G下存在有利的趋势,随着G值的增加,骨质逐渐恶化。此外在+4 G时骨吸收增强,随着G值的增加,骨形成逐渐增强。跑台锻炼改善了大鼠胫骨宏观力学性能。增加了骨小梁的数量、密度和体积分数,并减少了分离度。此外跑台锻炼促进了骨形成,抑制了骨吸收。结论较高的G值对胫骨的宏观机械性能不利,+4 G环境有利于胫骨的微观结构。细胞水平上,+4 G时骨吸收增强,但随着G值的进一步增加,骨重塑能力逐渐增强。跑台锻炼可以促进受高+Gz负荷影响的大鼠骨组织恢复,为飞行员和宇航员骨质损伤提供潜在的对策。

不同重力方向对骨陷窝-骨小管系统传质影响

目的在常重力下,载荷引起骨陷窝-骨小管系统(LCS)内液体流动保证骨组织信号分子、营养和废物有效传输,微重力环境下可能会抑制骨陷窝-骨小管系统传质。而目前多以卧床实验研究太空微重力对人体生理学的影响。在卧床实验时,骨单位内重力方向与长骨的哈弗氏管内液体流动方向相同垂直,同样,在鼠吊尾实验时,重力与其方向不同。因此有必要揭示不同重力方向下骨微结构中的传质规律。方法以离体牛胫骨的天然LCS结构为实验对象,通过动态灌注加载装置模拟心跳所导致的脉动压力情况,采用荧光素钠为示踪剂,调整离体骨摆放改变重力与哈弗氏管骨内传质之间方向。本研究探索微重力对骨陷窝-骨小管系统传质的影响。结果在常重力方向与哈弗氏管内液体流动方向相同时,骨单位内陷窝的荧光强度随着哈弗氏管距离增大而降低。重力方向与哈弗氏管内液体流动方向的角度不同时,每个陷窝内的荧光强度都被抑制。在高重力场下,方向相反时,荧光强度降低幅度增大,方向相同时陷窝内荧光强度增大。结论哈弗氏管内液体流动方向与重力方向相同时,骨陷窝传质被促进,方向相反时被抑制。而在微重力环境下,哈弗氏管内液体流动方向没有重力作用,骨传质会受到抑制,最终导致骨质疏松发生。

医疗机器人的研究与进展

医疗机器人主要用于伤病员的救援、转运、手术和康复,是医疗卫生装备信息化、智能化的重要发展方向之一。通过对救援机器人、手术机器人和康复机器人等医疗机器人的研究现状及进展介绍,表明医疗机器人在军用和民用上有着广泛的应用前景,是目前机器人领域的一个研究热点。

单向交变拉伸应变及压应力对大鼠成骨细胞FOS蛋白表达及细胞定位的影响

分别对体外培养的大鼠成骨细胞施加单向交变拉伸应变和2 atm的压力。利用免疫细胞化学技术,检测成骨细胞c-fos基因的表达。结果表明:施加两种不同的载荷后,成骨细胞c-fos基因表达FO S蛋白显著增加,FO S蛋白多集中在细胞核中,提示应力、应变在提高成骨细胞的增殖能力方面起着十分重要的作用。

一种四点弯曲单向交变应变细胞加载装置的研制

本文根据细胞动力学对力学因素的响应，设计研制了一种四点弯曲单向交变应变加载装置。通过对Wistar大鼠成骨细胞的试验，以及流式细胞仪（FCM）对细胞DNA分析检测的结果，表明研制是成功的，并可广泛使用于内皮细胞、成纤维细胞、平滑肌细胞、心肌细胞等组织工程和生物医学工程、人机工程学、细胞力学方面的研究。

细胞力学实验技术研究

本文介绍了近年来现代生物力学领域内 ,细胞力学研究过程中所采用的各种实验技术 .并根椐实验方法的不同将其大致归纳为四类 :单个细胞加载实验技术 ,细胞介质间接及流变学加载实验技术 ,细胞基底应变加载技术 ,细胞分子学加载技术 .并指出细胞乃至分子的力学实验技术的进展将对细胞生物力学的发展起着决定性的作用 。

Wistar大鼠成骨细胞粘弹性与相对增殖指数关系的实验研究

本文利用微管吸吮技术 (Micropipetteaspirationtechnique) ,测量不同应变水平作用下Wistar大鼠成骨细胞的粘弹性。发现在细胞相对增殖指数最大时 ,细胞的粘弹性大于控制组 ,从细胞生物力学的角度证实细胞骨架参与细胞的增殖与分化过程。

一种平板流动腔重力灌流系统的力学分析

本文分析了一种采用重力灌流的平板流动腔灌流系统，并根据实验结果确定出相应的阻力系数，获得平板流动腔剪应力、雷诺数以及入口长度与流体重力灌流高度的关系。

不同应变对成骨细胞增殖活性及功能状态的影响

目的了解力学因素在骨组织重建过程中的作用,探讨应变对成骨细胞增殖活性及功能状态的影响,为组织工程中研究应变对骨组织重建的影响提供理论依据。方法通过对大鼠成骨细胞施加不同的应变,采用免疫组织化学方法,观察应变作用下体外培养的大鼠成骨细胞增殖活性及功能状态。结果与结论在1000με、2000με应变的作用下,细胞增殖及碱性磷酸酶和FOS蛋白表达发生改变。

步态分析用于膝骨性关节炎诊断与功能评定的研究进展

膝骨性关节炎是中老年群体患病率非常高的一种疾病。该病生理功能表现与生物力学参数密切相关,包括运动学参数、动力学参数、肌电活动参数等直接体现了膝骨性关节炎的症状发展。这些参数的研究对于膝骨性关节炎诊断和关节功能评定有非常重要的临床意义。因此,笔者通过总结近年来国内外的研究文献,对步态分析技术的进展,以及步态分析应用在膝骨性关节炎生物力学参数评定进行探讨,着重从运动学特征参数、动力学特征参数和肌电活动特征参数等进行步态特征的研究,为膝骨性关节炎的临床诊断及疗效评估提供借鉴与参考。尽管步态分析研究在膝骨性关节炎的早期诊断、治疗评估中发挥了重要作用,但在中国的临床应用和研究仍处于初期阶段。此外,由于膝骨性关节炎致病机制和生理表征比较复杂,对于步态分析特征参数的选择、计算方法,以及技术本身的稳定性方面还需要持续深入研究和改进。

通用担架海上漂浮附加装置的研制

针对未来海上作战的要求,设计研制一种使用方便、造价低、质量轻、携带方便、舒适、适用于各种后送平台等特点的通用担架海上漂浮附加装置。并对该装置从漂浮性、抗风浪性进行了相关的力学分析。

人、Wistar大鼠、昆明小鼠成骨细胞粘弹性的测量

目的 :测量人、Wistar大鼠、昆明小鼠成骨细胞粘弹性 ,并对测量结果进行比较。方法 :利用微管吸吮技术 (Micropipetteaspirationtechnique) ,测量人、Wistar大鼠、昆明小鼠成骨细胞在负压作用下的变形 ,把成骨细胞简化成为标准粘弹性固体 ,通过相应的力学计算和计算机图像处理 ,获得成骨细胞的粘弹性。结果 :人成骨细胞的刚度远大于鼠成骨细胞的刚度 ,Wistar大鼠成骨细胞的刚度则大于昆明小鼠成骨细胞的刚度 ,但二者属于同一数量级。

骨重建的力学生物学研究

骨骼的生长、发育和维持都与骨组织重建有着密切的关系,随着生物力学、组织工程、细胞生物学等学科的迅速发展,骨科相关疾病及其治疗的研究形成了多学科交叉、渗透的趋势,力学生物学已经成为研究骨重建的重要方法。本文对近年来骨重建的力学生物学相关研究工作进行整理和总结,希望为骨重建的研究、骨组织工程修复骨缺损和临床治疗相关骨科疾病的诊治提供理论基础。

大鼠成骨细胞与基底材料粘附强度的实验研究

利用微管吸吮技术 (Micropipetteaspirationtechnique) ,测量Wistar大鼠成骨细胞与不同基底材料表面的切向粘附强度。发现Wistar大鼠细胞在相同基底材料表面的0 -120min粘附过程中 ,细胞的粘附明显有两个不同的阶段。从而提示细胞在粘附过程中存在特异性和非特异性粘附两部分 ,并且细胞的特异性粘附大于非特异性粘附。

Harrington棒加Edwards套棒治疗脊柱压缩性骨折的电测试验研究

HarringNn棒技术是治疗脊柱压缩性骨折的有效方法之一,

单微吸管测量细胞切向粘附力方法的研究

本文对单微吸管测量细胞切向粘附力的方法进行简要的力学分析 ,结果表明该方法不失为一种简单易行的细胞切向粘附力测量方法 ,有助于研究个体细胞与不同基底材料之间的粘附性能 ,以及不同药物、粘附分子对细胞切向粘附力的影响 ,扩大了微管吸吮技术的应用范围 ,并对单微吸管细胞切向粘附力测量方法的测量误差范围进行了讨论 .通过对人成骨细胞切向粘附力的测量 ,结果表明该方法可满足细胞生物力学实验的要求 .

组织工程研究的现状与进展

组织工程是目前最有发展前途的学科之一,在再生医学和人类健康方面有着广泛的应用前景。本文结合本期所发表有关组织工程化构建过程中支架材料的制备、力学环境对细胞影响的论文,介绍了目前国内外组织工程研究的现状与进展,指出组织工程研究正在向更深层次和更为广泛的领域发展。

材料弹性模量E的计算方法及误差分析

本文论述了在分级加载方式和等精度独立测量两种情况下,材料弹性模量E的计算方法。提出了一种采用直线拟合法的计算公式,并对各种计算方法进行了误差分析。

救援机器人收纳系统电机的同步控制

针对救援机器人收纳系统因负载扰动、机械结构误差等原因造成的不同步,从而对伤病员带来二次衍生伤害后果,提出在多电机主从控制方法的基础上,比较多种同步控制策略,并基于Matlab进行仿真实验.实验结果表明:同级电机之间采用基于模糊PID自整定的控制策略,而不同级电机之间采用基于PID的控制策略,从而使得多电机之间不仅具有良好的同步性能,而且对外部扰动表现出优良的鲁棒性.

两种改良型Harrington棒的应力分析

作者对Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ棒加Ｅｄｗａｒｄｓ套棒（ＨＲＳ）和Ｃ型Ｈａｒｉｎｇｔｏｎ棒（ＨＲＣ）两种改良型Ｈａｒｒｉｎｇｔｏｎ棒进行应力分析，确定出棒体的危险截面和危险点。通过理论分析和光弹模型试验表明：在受伤脊柱复位程度相同的条件下，ＨＲＣ棒在棘齿根部的应力明显低于ＨＲＳ棒。从而提示临床，采用ＨＲＣ棒治疗脊柱压缩性骨折，在获得与ＨＲＳ棒相同的复位效果时，可减少Ｈａｒ－ｒｉｎｇｔｏｎ棒从棘齿根部断棒的现象，提高手术的成功率。