侧倾-垂向双轴激励下的坐姿人体生物动力学特性

研究了侧倾-垂向双轴激励下的坐姿人体动力学特性。测取了8名被试者在单轴随机侧倾振动下的动力学响应,通过人椅交界面处的角加速度和力矩定义了视在惯量,识别了人体在侧倾方向上位于1 Hz和2.5 Hz方向的两阶共振。随后引入垂向振动,对侧倾-垂向双轴激励下的人体响应开展频响函数分析与偏相干分析,分析了人体垂向响应与侧倾响应的耦合关系。研究发现,侧倾振动在0~10 Hz测试频率范围内对人体动力学响应特性几乎没有影响,垂向振动在两阶侧倾共振频率附近对包括模态频率、视在惯量幅值等侧倾动力学特性几乎没有影响。最后,面向侧倾与垂向振动激励,建立了人体动力学模型并识别了其中的动力学参数,实现了单一模型对双轴激励下人体响应的预测。

预测抓握力和振动传递的手-臂系统生物动力学模型

针对手-臂的振动问题,提出了一种手-臂混合模型来计算不同抓握力下叉车方向盘传递给手-臂的振动。该模型由肩膀、上臂、前臂和手组成,通过具有刚度和阻尼的关节连接。手部模型包含手掌和五个手指,每个手指的远端、近端和掌指端通过旋转关节相互连接,在手指关节上施加力矩来模拟抓握手柄时的主动肌肉力。通过调整模型材料参数以匹配手和手臂在抓握手柄时的接触压力和振动。将标定后的模型应用于某叉车方向盘对手臂系统振动传递率进行预测,结果表明所建立的考虑抓握力和手与手柄接触条件的模型能够预测车辆驾驶员手臂系统的振动传递。

基于生物动力学模型的^(18)F-FDGPET扫描患者个体化累积活度分布评估

目的:利用生物动力学模型,在基于单个时间点PET图像的基础上,实现进行^(18)F-FDGPET扫描患者的个体化累积活度分布计算评估。方法:首先,构建目标器官的生物动力学隔室模型,并将各隔室内的活度变化描述为微分方程组。然后,使用每例患者特定时间点的PET图像数据,采用模拟退火算法对模型系数进行优化,计算各个器官的累积活度情况,分析患者不同排尿情况下对膀胱累积活度的影响。最后,考虑放射性核素在组织器官中分布的异质性,计算人体全身累积活度分布图,并与现有方法进行对比,评估本研究提出方法的准确性。结果:在本研究分析的11例病例中,生物动力学模型的计算结果总体上与实验数据具有良好的一致性,平均差异小于15%。同时,在不同排尿情况下,患者膀胱的累积活度平均值差异最高可达2.4倍,表明强制患者排尿对于降低辐射影响有积极意义。与ICRP128号出版物中获得的生物动力学数据比较显示,脑部和心脏部分器官存在较大差异,标准偏差分别为61.0%和46.3%。结论:基于构建的生物动力学模型能够准确合理地计算PET患者个体化的累积活度分布,提出的评估方法将为进行PET扫描的每例患者的内照射辐射剂量学评估提供有价值的参考。

创新能力培养导向的生物药剂学与药物动力学教学改革研究

培养大学生创新能力,需要把创新教育和课堂教学有机结合,发挥课堂教学在人才培养中的核心作用,这是高校人才培养的当务之急。生物药剂学与药物动力学是一门涉及多个学科、实用性强的课程。该文根据问卷调查和课程特点,从激发学生的学习兴趣、运用多样的教学方法进行互动式教学、及时引入学科研究的最新进展和成果及结合验证性和创新性实验等方面,探讨了以创新能力培养为导向的教学改革,旨在探索一种创新型的教学模式。

医药产业创新背景下《生物药剂学与药物动力学》课程设计与研究

医药产业创新依赖人才,药学教育需拓宽学生视野,提升行业信心。《生物药剂学与药物动力学》作为药学专业必修课,结合药物与生物体相互作用,指导药品研发与临床应用。本文通过设计临床用药、创新药设计、仿制药研发的学习与实践,让学生了解药品应用与研发,提高理论水平,拓宽行业视野,为未来科研和职业选择指引方向。

人体腰椎有限元建模及其生物动力学研究

我们建立了一个详细的腰椎L3-L5段的三维非线性有限元模型,以研究振动环境对人体脊椎组织的影响。研究表明,在振动过程中,脊柱不同部位的振动程度不尽相同,L4-L5段椎间盘后部附近的应力要大于其前部的应力水平。振动对L4-L5段小关节的影响比该运动段的其它部位的影响要大得多。在系数为0.08的阻尼情况下,脊柱的应力与变形的变化幅度将降低50%左右。

一个解剖基人体下肢的生物动力模型──第一部分:模型描述

建立了一个完整的解剖基人体下肢二维（矢状面内）生物动力模型．该模型仿真了人体下肢的生物动力运动，并可用来计算人体下肢在冲击外载荷或肌肉活性力的作用下，下肢的重要承力部位──膝关节处的结构力（包括：膝关节的咬合接触力、膝关节处四个主要韧带张力等）和人体下肢的肌肉群力；同时本模型也可用来计算人体下肢在运动期间，膝关节处的咬合位移以及膝关节和髋关节的屈伸位移等．另外，模型还为研究人工关节、人工韧带和人工肌肉以及它们的受伤与重建等提供了一种新的途径．

人体小腿受冲击载荷作用时的生物动力响应

建立了人体下肢大腿固定而小腿在矢状面内运动时的生物动力模型，并对这类数学模型的求解，发展了一种有效且易于使用的解法技术。作为应用，计算了当小腿在胫骨质量中心遭受冲击载荷时，由此而引起的膝关节咬合接触力、膝关节处的4个主要韧带所承受的张力以及膝关节股骨与胫骨咬合时的接触点的位置、小腿的前后屈伸位移和运动轨迹等。

微生物动力学优化算法

为了解决一类函数优化问题,利用带时滞影响的混杂食物链微生物培养动力学理论提出一种微生物动力学优化(MDO)算法。在该算法中,假设有多个微生物种群在一个培养系统中培养,微生物种群的生长不但受注入到培养系统中的培养液流量、营养物质和有害物质的浓度影响,而且受种群之间相互作用的影响;定期注入的培养液会突然增加营养物质和有毒物质的浓度,从而会突然加大对种群的影响。利用上述特点构造出了吸收算子、攫取算子、混杂算子和毒素算子;利用这些算子和种群的生长变化,能够快速求解优化问题的全局最优解。仿真实验结果表明,MDO算法对求解维数较高的优化问题具有一定的优势。

一个解剖基人体下肢的生物动力模型──第三部分:肌肉效应

本文将人体下肢的肌肉根据其解剖特征，分为5个肌群，并在由本文第一部分所建立的基本的解剖基模型的基础上，计入其对人体下肢动力运动的效应．本文所建立的5个肌群，则主要代表着膝关节处的运动和稳定肌．最后，作为应用，研究了一个文献中的特例．

一个人膝关节数学模型及其生物动力响应研究

本文建立了一个人膝关节数学模型，并对这类数学模型的求解，发展了一种有效且易于使用的解法技术。作为应用，研究了人体小腿在矢状面内的生物动力响应。计算了人体小腿在两类冲击载荷作用下，膝关节咬合接触力、膝关节处的4个主要韧带所承受的张力以及膝关节股骨与胫骨咬合时的接触点的位置、小腿的前后屈伸位移和运动轨迹等。

中药四性的生物热动力学研究 Ⅰ.生晒参和红参药性的微量量热学比较

目的 :从生物物理化学的角度 ,探讨中药药性 (寒、热、温、凉 )的客观真实性。方法 :利用微量量热法 ,测定大肠杆菌分别在生晒参和红参提取物作用下的生长热谱曲线 ,得到了相应的生物热动力学参数如生长速率常数(k)、抑制率 (I)、半抑制率 (IC50 )、热焓 (ΔH)。结合本草文献报道 ,综合分析了生晒参和红参药性的差异所在。结果 :生晒参和红参均能抑制大肠杆菌的正常的生长代谢 ,二者的热谱曲线峰形基本相同 ,随着药物浓度的增加 ,代谢过程的停滞期相应延长 ,即生长代谢峰后移 ;二者的热力学参数热焓 (ΔH)存在较稳定的差异 ,生晒参能减少细菌生长代谢过程中热量的释放 ,而红参能增加细菌生长代谢过程中热量的释放。结论 :利用微量量热法测定生晒参和红参的生物热效应 ,其结果与“红参偏热、生晒参偏凉”的中医传统认识是基本吻合的 ;

左金丸及类方药性差异的生物热动力学研究

目的:从生物物理和生物化学的角度,探讨由不同比例黄连和吴茱萸组成的汤剂的生物热动力学。方法:黄连和吴茱萸在左金丸中的比例为6:1;甘露散为2:1;茱萸丸为1:1;反左金丸为1:6。利用微量热法,测定了金黄色葡萄球菌在左金丸、甘露散、茱萸丸和反左金丸水煮液作用下的生长热谱曲线,获得相应的生物热动力学参数,结合本草文献报道,综合分析左金丸及类方的药性差异。结果:左金丸及类方的水提取液对金黄色葡萄球菌的生长代谢表现出不同的活性作用。寒凉药方左金丸使细菌指数生长期的生长速率常数显著减小,发热功率显著降低。温热药方反左金丸使细菌指数生长期的生长速率常数和生长代谢过程中热量释放的减少不显著。寒热性能介于二方之间的甘露散和茱萸丸对细菌指数生长期的生长速率常数和热量释放的影响较小。四方之间存在较明显的药性差异,其抑菌作用强弱为:左金丸>甘露散>茱萸丸>反左金丸。结论:微量热法可作为刻画中医经典类方药性差异的有效方法。

一种基于遗传算法和高斯-牛顿法的合成算法在放射性药物生物动力学数据分析中的应用

本文提出一种基于遗传算法和高斯-牛顿法的合成算法。通过一个实例介绍了其在放射性药物生物动力学数据分析中的应用。利用计算机编程实现数据拟合。结果表明合成算法优于单纯的遗传算法或高斯-牛顿法,在实践中有一定的应用价值。

基于生物热动力学分析的板蓝根抑菌效价检测方法的建立

目的建立板蓝根抑菌效价检测方法。方法以金黄色葡萄球菌为生物模型,应用生物热动力学技术建立板蓝根抑菌效价检测方法,以系统的方法学考察所建立方法的科学性,并以常规管碟法加以验证。结果在0.522～1.28 g.mL-1范围内,板蓝根药材剂量的对数与生物热动力学参数Tmax呈良好的线性关系(r=0.983 2,P<0.01),检测限与精密度均符合生物效价检测的要求,生物热动力学特征信息与常规抑菌活性具有较好的相关性。结论建立基于生物热动力学的板蓝根抑菌效价检测方法可以用于板蓝根药材的质量评价。

一个解剖基人体下肢的生物动力模型──第二部分:数值结果

表述人体下肢生物动力模型的数值技术、数值结果并将其与文献进行比较．模型显示：当人体下肢小腿受冲击外载荷作用时，在膝关节处所产生的４个主要韧带张力以及膝关节处的咬合接触力，在大腿固定不动（或运动受到约束）的情况下，要远大于大腿未受约束的情形．这与医学常识是吻合的．

生物药剂学与药物动力学创新课堂建设

生物药剂学和药物动力学是一门实践性和应用性很强的药物制剂专业必修课,基于超星平台课程网站资源,采用全线上教学,并请行业专家走进大学课堂,通过问卷调查对教学效果进行总结。多种教学方法、教学手段的创新课堂建设取得了较好的教学效果,提高了学生学习积极性和自主学习能力。

石油烃类污染物降解动力学和微生物群落多样性分析

为了探讨不同初始浓度石油污染土壤堆腐化修复机制,以石油降解菌剂和腐熟鸡粪为调理剂,研究了初始浓度分别为5 000(T1)、10 000(T2)和50 000 mg/kg(T3)的石油污染土壤堆腐化修复过程石油烃类污染物降解动力学特征和微生物群落多样性。结果表明:堆腐化修复过程石油烃类污染物降解符合一级反应动力学,反应常数分别为0.012、0.094和0.050 d-1,半衰期分别为6.79、7.37和13.86 d。整个堆腐过程石油烃类污染物平均降解速率分别为112.08、230.05和887.93 mg/(kg·d)。3个处理的孔平均颜色变化率(average well color development)和碳源利用率(除芳香烃类化合物外)随堆腐进程的推进逐渐升高,在堆腐中、后期达到最大,T3处理显著高于T1、T2处理。多聚物类和糖类代谢群是堆腐体系中的优势菌群。主成分分析表明3个处理的微生物群落差异显著(除第9天外),起分异作用的碳源主要是糖类和羧酸类。微生物群落的丰富度指数和均一度指数随堆腐进程的推进逐渐升高并在堆腐后期达到最大,与T1处理相比,T3处理分别高了0.21%和17.64%,差异达到显著水平(P<0.05)。微生物群落优势度指数在中期达到最大,T1处理分别比T2、T3处理高2.12%和9.44%,3个处理间差异不显著(P>0.05)。堆肥结束时3个处理的种子发芽指数(seed germination index,SGI)分别比堆腐初期提高了18.26%、20.42%和36.41%。该研究结果为黄土高原不同程度石油污染土壤堆腐化修复的应用提供参考依据和理论基础。

苯酚生物降解动力学极限浓度的测定

从动力学和热力学角度研究表明 ,有机物的生物降解存在极限浓度 ( Smin)。本文以苯酚为目标有机物 ,利用经过驯化的活性污泥 ,通过测定动力学参数 Ks,μmax,qmax,Y等 ,计算了其生物降解动力学极限浓度为 0 .0 2 2 mg/L,并通过间歇试验进行了验证。

微生物动力学模式及其在工业发酵中的应用

发酵动力学可按不同的方法分类。根据微生物生长与产物形成有否偶联,一般可将其分成偶联型、非偶联型和混合型三种类型。对一个发酵过程进行动力学特别是动力学类型的研究,可为发酵过程的控制、小型试验数据的放大和提高生产效率等提供理论依据。