重视机械负荷对骨细胞功能的影响

力学环境对骨骼的骨强度有着重要影响。外部机械负荷是其中的核心要素。骨骼承受的机械负荷主要来自负重活动时重力传导、运动时骨骼肌收缩的肌肉止点反作用力。骨细胞是骨骼的重要细胞成分,骨细胞总数比成骨细胞和破骨细胞多20倍。骨细胞是机械负荷传感细胞,机械负荷诱导的骨形成、骨适应、骨废用都由骨细胞介导。骨细胞功能受合适的机械负荷调控,包括合适负荷、合适频率、合适幅度、合适速率。同时,骨细胞对机械负荷信号刺激存在负荷饱和及恢复期等特点。另外,人体衰老、部分药物也影响着骨细胞接受机械负荷刺激的信号转化效率。因此,了解和重视“机械负荷对骨细胞功能的影响”,有助于在骨骼健康范畴合理开展负重运动、骨量提升、骨折风险降低和骨质疏松骨折后康复。

异常机械负荷加重大鼠颞下颌关节骨关节炎的组织病理学研究

目的:研究异常机械负荷在大鼠颞下颌关节软骨退变中的作用。方法:36只8周龄雌性SD大鼠随机分为4组,分别为对照组(control group,Con组)、Ⅱ型胶原蛋白酶组(collagenase type Ⅱ group,CⅡ组)、大张嘴组(wide mouth opening group,MS组)和Ⅱ型胶原酶+大张嘴组(collagenase type Ⅱ+wide mouth opening group,CⅡ+MS组)。HE染色、番红O-固绿染色观测软骨组织病理学变化,免疫组化实验检测炎性因子基质金属蛋白酶3(matrix metalloproteinase 3,MMP3)和聚蛋白多糖酶5(a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs 5,ADAMTS5)的表达。结果:与Con组相比,CⅡ、MS和CⅡ+MS组大鼠颞下颌关节软骨后区总厚度、钙化层厚度和番红O阳性面积比均显著降低(均P<0.05),CⅡ、MS和CⅡ+MS组中MMP3和ADAMTS5的阳性表达均显著增高(均P=0.000);与CⅡ和MS组相比,CⅡ+MS组软骨钙化层厚度显著降低(均P=0.000),ADAMTS5表达显著增高(均P=0.000);MS和CⅡ+MS组软骨后区潮线呈波浪状。结论:异常机械负荷促使髁突软骨后区退变及改建,这将有助于异常负荷致颞下颌关节骨关节炎的机制研究。

国内新势力汽车电子电气部件机械负荷试验浅析

近年来,随着国内外汽车排放标准的日益严苛,加上纯电动汽车的兴起;在我国,依托互联网和传统汽车制造业创立的新势力汽车品牌也越来越多。在这种背景下,纯电动乘用车的电子电气集成度更高,车辆的安全配置、辅助驾驶配置、多媒体娱乐配置、人机交互功能等越来越智能化。因此,车上众多电气化集成度高、功能复杂的零部件的在实际使用中的可靠性也无疑成了各品牌整车厂高度关注的一个维度。本文通过对国内新势力汽车电子电气部件机械负荷试验标准进行客观的差异化分析,旨在为设计开发人员对提高电子电气部件可靠性提供一定的帮助。

8E160柴油机活塞组热负荷及机械负荷耦合分析

采用活塞、活塞环和气缸套耦合的方法对 8E16 0型柴油机的活塞、活塞环、气缸套进行了三维温度场分析。以此为基础 ,对活塞组进行机械负荷和热负荷的耦合分析 ,计算了活塞耦合应力场 ,以深入了解活塞的热负荷状态及综合应力分布情况 ,进而为完成降低热负荷、改善应力分布的改进设计和进一步强化奠定了理论基础。讨论了 8E16 0型柴油机活塞和活塞销的三维有限元分析过程 ,并将本次温度场分析所采用的活塞组—气缸套耦合模型与活塞单一模型作了比较 ,结论为前者加载负荷的试算量比后者大大减少 ,并且精度高。

柴油机燃烧室形状对活塞热负荷与机械负荷的影响

应用三维CAD/CAE技术定量分析了某一增压柴油机采用直口和缩口ω型燃烧室时活塞的热负荷与机械负荷的改变情况,所得结果对于整机经济性能、排放指标与可靠性的综合优化设计提供了有效的依据。

对高速大功率柴油机用气缸盖机械负荷有限元分析边界条件施加方式的探讨

边界条件的复杂性 ,使气缸盖的精确有限元分析存在较大困难。本文针对高速大功率柴油机整体式气缸盖的机械负荷有限元分析 ,探讨了支撑件——机体以及紧固件——螺栓对气缸盖作用的不同仿真方式对分析结果的影响 ,得出了对提高气缸盖有限元分析精度具有实用价值的结论。文中对采用的有限元网格模型进行了离散误差分析。

骨骼肌内胶原对机械负荷的适应性

结缔组织是由细胞外基质形成的。肌腱、肌肉周围与肌内的细胞外基质确保了骨骼肌与骨骼之间的功能连接。细胞外基质位于细胞之间，由胶原蛋白与非胶原蛋白组成。结缔组织有多种功能，首先。对血管、神经提供机械支持；其次，结缔组织使肌肉具有弹性；第三，能够进行力量传递，来自肌纤维的力量传递不仅经肌肉-肌腱接头处至肌腱及骨，而且在肌纤维间与肌肉的肌束间进行侧面传递。

离子通道和机械负荷对耳蜗外毛细胞电致运动的影响

目的研究豚鼠耳蜗外毛细胞的细胞膜电导和机械负荷对细胞电致运动的动力学特性的影响。方法使用分离自豚鼠耳蜗第四回的外毛细胞,采用全细胞电压钳和微室电极技术。使用以光电二极管为基础的测量系统来测量电致运动。结果外毛细胞的膜电导可以同时影响电致运动的灵敏度和运动的非线性,而机械负载可以显著影响电致运动的幅度、不对称和频率响应。结论外毛细胞的膜电导和机械负荷可以影响外毛细胞的电致运动,从而影响耳蜗放大器功能。

机械负荷引起的颞下颌关节软骨下骨改变

颞下颌关节的改建是其对于内外环境改变的生物适应过程,它包括关节软骨及软骨下骨两方面的变化。以往大部分是研究在机械负荷下引起的关节软骨的改变,而目前已经将软骨下骨和关节软骨看作是一个相互作用的功能单位。软骨下骨在传导压力和关节改建中的特点正在逐步被发现。本文就软骨下骨在承受机械负荷时的形态学变化、组织学变化以及分子生物学变化作一综述。

肌球蛋白重链可塑性和机械负荷状态对其影响

肌球蛋白重链 (MysionHeavyChain ,MHC)是横纹肌收缩蛋白的重要组成成分。已发现MHC有多种亚型 ,在不同的机械负荷下可相互转化 ,呈现出对外界机械信号的高度适应性。机械生长因子 (MechanoGrowthFactor ,MGF)可能在机械负荷和MHC亚型转变间发挥化学桥梁的功能。

非道路四气门高压共轨柴油机缸盖机械负荷与热负荷分析

以非道路四气门增压中冷柴油机为研究对象,通过台架试验测试了不同工况下缸盖火力面温度场及冷却水套进出水口流量、温度等参数,建立了准确的整机有限元模型与冷却水套流动CFD模型,对冷却水套流场及缸盖热负荷进行仿真分析,优化了水套结构。仿真分析结果表明,缸盖的高温区域主要集中在各缸火力面区域,两排气门之间的鼻梁区热负荷较高,最高温度为337.5℃;由于流动不均匀,缸盖水套壁面的换热系数分布不均匀,差值为62 172 W/(m^2·K);缸盖预紧工况、热载荷工况、爆发工况下最大等效应力分别为242.72,301.25,300.43 MPa,最大应变分别为0.047,0.439,0.458mm,对缸盖强度与刚度影响最大的是所承受的热载荷;对缸盖水套结构进行优化,优化后换热系数均值由8 906 W/(m^2·K)升高到9 065 W/(m^2·K),且分布更加均匀,鼻梁区最高温度降低了9.12℃,各测点温度平均下降6~10℃;缸盖最大应力下降22.71 MPa,最大变形下降0.011 mm,优化效果显著。

机械负荷对关节软骨代谢与软骨下骨代谢的影响

膝骨关节炎是一种退行性关节疾病,主要病理特征是关节软骨进行性退变、滑膜增生及软骨下骨的结构性改变。关节内软骨及软骨下骨应力集中或关节内应力卸载,均是膝骨关节炎发生、发展的重要危险因素。过高或过低的机械负荷均可影响关节的软骨代谢,导致关节软骨损伤、软骨下骨硬化,加速膝骨关节炎的发生与发展。为进一步了解机械负荷对关节软骨代谢与软骨下骨代谢的影响,本文对相关研究进展进行了综述,为膝骨关节炎的防治探索新的思路。

机械负荷对骨关节炎中软骨影响的研究进展

骨关节炎(OA)是一种退变性关节疾病,以软骨退变为主要临床表现,发病率较高。机械负荷是影响关节软骨的重要因素之一,生理机械负荷在软骨生长发育中不可或缺,而异常机械负荷可通过多个信号通路改变软骨代谢,引起关节软骨退变,加速疾病进展。机械负荷在OA中的作用对寻找治疗靶点和开发新型药物有重要意义。目前探索异常机械负荷在OA发生发展中作用与靶点的研究较多,包括生物力学、压力介导的相关基因表达、压电离子通道以及经典炎症通路等,但具体作用机制尚未完全明确。

某汽油机活塞机械负荷作用下的有限元分析

针对某汽油机扩缸后的活塞 ,建立了比较完整的数学和几何模型 ,以及相应的边界条件 。

锻炼骨骼：机械负荷对骨结构的益处

如果从青少年时就开始体育锻炼，能显著强化骨骼。在骨骼生长过程中，运动通过增加骨外膜并列（periosteal apposition）来增加负重骨结构，并且，骨量增加最大处常常是细胞外液流体静压最大处。这一发现提示细胞外液压或流体切应力对骨细胞的应激刺激骨形成。使骨量增另的最好运动是对骨骼的冲力负荷。然而，最近的前瞻性研究表明即使是冲力性运动对成人骨量增加也并非十分秦效，并且还增加老年人骨关节炎危险。因此人们可能疑问是否应该鼓励冲力性运动来预防骨质疏松。作为替代，代冲击力性运动可以作为预防骨质疏松的首选运动方案，以改善肌肉强度和平衡能力。低冲击力性运动方案的目的是预防跌倒，而不是增加骨量。介导作用于骨的机械负荷的一些生化介质已经明确，其中前列腺素族和一氧化氮最重要。此外，甲状旁腺素和生长激素对骨的机械传导提供信号。最后，对小鼠近交株的研究提示骨对机械负荷的反应能力受遗传控制。学习目的：回顾运动增强骨骼的机制；何种运动最佳，何种运动方式可减少或抵消冲力性运动的副作用？思考激素和一些药物如何影响运动对骨骼的作用。

车削加工中的机械负荷和切削槽型

在金属切削过程中，刀具将使材料发生变形，直至以切屑的形式被切除。该变形过程需要消耗大量能量，并且刀具将承受各种机械、热、化学和摩擦负荷。此类负荷最终会导致刀具出现损耗，并磨损或失效。因此，要实现良好的金属切削加工过程必须要平衡刀具切除金属时消耗的能量和刀具稳定承载切削负荷的能力。

骨骼运动：机械负荷对骨结构的益处

体育锻炼可以显著增强骨骼结构，条件是要从年轻时开始锻炼。在骨骼发育时，锻炼通过增强骨膜的对合来强化负重骨的结构。骨量增加最多的地方是细胞外液静水压最大的部位，这一发现提示细胞外液压力或其对骨细胞的切应力可以刺激骨形成。对骨形成最有益的锻炼是那些对骨骼产生冲击负荷的练习。然而，最近的前瞻性研究显示，冲击负荷锻炼对成人骨形成并非十分有效。另外，冲击负荷锻炼会增加老年人骨关节炎的危险。权衡冲击负荷锻炼带来的很小的好处及其潜在危险，人们可能质疑这种锻炼是否应作为预防骨质疏松的治疗方法。相反，旨在提高肌肉力量和平衡的低冲击负荷锻炼更值得推荐用于预防骨折。低冲击负荷锻炼的目的是为了避免骨量的下降而非增加骨量。现已明确一些对骨产生机械效应的生化介质，最主要的是前列腺素和一氧化氮。另外，甲状旁腺激素和生长激素对骨机械传导提供允许信号。最后，对近亲繁殖小鼠的研究显示骨对机械负荷产生反应的能力是受遗传因素控制的。学习目的：·复习锻炼增强骨骼的机制。·哪种锻炼最好？冲击负荷锻炼的副作用？如何权衡冲击负荷锻炼的利弊？·激素和一些药物如何影响锻炼对骨骼结构产生的作用？