下颌髁突软骨拉伸力学实验研究

目的 :研究下颌髁突软骨的生物力学性质 ,探讨其功能意义。方法 :采用拉伸力学实验方法 ,结合FungYC二参数指数方程和关节软骨二相理论 ,对 8例猪颞下颌关节髁突软骨冠状方向和矢状方向的长方形试件共 5 2个进行单轴拉伸实验和分析。结果 :髁突软骨表现出明显的非线性特征 ,在矢状方向上其拉伸强度、拉伸刚度和能量吸收及拉伸应变分别为 2 92MPa、9 0 4MPa、6 0 2N·mm及 37 34 % ,而在冠状方向上各力学参数分别为 2 15MPa、6 5 5MPa、4 91N·mm及 41 12 % ,力学性能并不一致。结论 :髁突软骨是具有非线性粘弹性特征的生物二相体 ,力学性能表现出明显的各向异性 ,在矢状方向的抗拉伸能力更强。

肺癌介入治疗的血流动力学问题研究

肺癌介入治疗技术是建立在肿瘤血供理论基础之上的,它与动脉血管的血流动力学问题紧密相关。从血流动力学的角度研究肺癌介入治疗中存在的问题,对提高疗效、减少并发症具有重要意义。我们通过模拟实验方法,测定了支气管动脉入口附近区域的药物灌注率,定义了自然灌注区的概念。对阐明肺癌介入治疗的血动力学机理给出了依据,也为临床应用提出了可避免发生高位截瘫并发症的肺癌介入治疗基本原理。

静张应力对大鼠髁突软骨细胞增殖效应调节研究

目的 探讨静张应力环境对髁突软骨细胞增殖效应的影响。方法 将第 4代大鼠下颌髁突软骨细胞在细胞膜式张应力施加装置上培养 ,检测不同血清浓度及持续不同的静张应力 (5kPa、10kPa)在 0～ 12h内对髁突软骨细胞增殖活性的影响。结果 低血清培养基中 ,随培养时间的延长 ,硅胶膜上髁突软骨细胞的增殖活性受到抑制 ;短期 (2h)的静张应力 (5kPa、10kPa)对髁突软骨细胞细胞周期的调控影响不大 ;0～ 10h内 5kPa静张应力组软骨细胞增殖指数随着张应力作用时间的延长不断上升 ,增殖指数峰值位于 10h处 ;0～ 8h内 10kPa静张应力组软骨细胞增殖指数随着张应力作用时间的延长不断上升 ,增殖指数峰值位于 8h处 ;5kPa静张应力组较 10kPa静张应力组对髁突软骨细胞具有更大的促增殖作用。

肺癌介入治疗中药物灌注问题的模拟研究

本文用模拟实验方法探讨了临床肺癌介入治疗中的药物灌注问题 .对血流自然灌注区给出了新的定义 ,应用 p H值测定法对自然灌注区的形状进行了测定 .获得了介入导管端口的最佳放置位置 ,求出了药物灌注量和介入导管端口位置的关系以及药物灌注率和药液注射速度的关系 .

力量训练对运动性骨骼肌损伤的影响及其机制研究

目的观察在不同张力下 ,离心收缩力量训练对骨骼肌组织结构、血清CK及生物力学特性的影响 ,研究运动性骨骼肌损伤与力学因素的内在联系。方法本文建立了一个活体大鼠骨骼肌力量训练及其生物力学性质的动态、定量测试模型 ,将SD雄性大鼠的踝关节背伸肌群在两组不同外加载荷下 ,进行循环式离心力量训练。结果离心运动后即刻— 1 4d ,大鼠骨骼肌的组织结构、血清CK及其力学性质变化在高张力组和低张力组之间的差异无统计学意义 (P >0 .0 5 )。结论离心收缩产生的高张力本身 。

雌性山羊去卵巢后不同时间骨生物力学参数变化

研究了雌性山羊切除双侧卵巢后不同时间骨生物力学性能的变化。２ 岁左右雌性成都山羊１４ 只，体重２８±３ｋｇ，随机分为双侧卵巢切除（ＯＶＸ）半年组４ 只、ＯＶＸ １ 年组５ 只、ＯＶＸ １ 年半组５ 只。术后半年、１ 年、１ 年半处死动物，取出右侧股骨、胫骨、跖骨。用三点弯曲法测定股骨整体骨弯曲结构力学参数的变化；用跖骨测定整体骨压缩结构力学参数的变化；分别取股骨和胫骨断端密质骨试件测定弯曲、压缩、拉伸的材料力学参数的变化。结果显示：ＯＶＸ １ 年组与ＯＶＸ 半年组相比，骨的几何参数均减小；股骨整体骨三点弯曲弹性模量减小２３．２７％ ，而破坏荷载和极限强度则无明显变化（Ｐ＞ ０．０５）；股骨和胫骨骨试件的弯曲、压缩和拉伸实验中，除胫骨弯曲、压缩和拉伸的极限强度明显降低（Ｐ＜ ０．０５）外，其余参数降低不明显（Ｐ＞ ０．０５）。ＯＶＸ １ 年半组与ＯＶＸ １ 年组相比，股骨的骨厚度和胫骨的矢状径、冠状径和骨厚度增加明显（Ｐ＜ ０．０５）；股骨整体骨三点弯曲的破坏荷载增高明显（Ｐ＜ ０．０５），这可能与ＯＶＸ １ 年半组体重增加相关；股骨和胫骨骨试件的压缩极限强度和弹性模量及胫骨骨试件弯曲的弹性模量明显减小（Ｐ＜ ０．０５）。

血管内介入治疗中的血流动力学问题

本文结合作者等人的工作 ,从血流动力学的角度对血管内介入治疗进行了综述。论述了神经系统血管病介入治疗、动脉瘤介入治疗、肝癌介入治疗和肺癌介入治疗等临床上存在的急切需要解决的血流动力学问题。其中 ,还着重介绍了作者等人在肺癌介入治疗的血流动力学问题上的研究成果。这些研究成果为解决肺癌介入治疗临床上严重存在的“高位截瘫”

用于心肌细胞边缘检测的Snake算法研究

针对现有Snake算法易受噪声干扰、缺乏外部约束力、不能收敛于凹点等缺陷 ,提出了采用自适应外约束力、平滑差分滤波和蛇点停止运动的准则来控制Snake的运动 .可克服已有Snake算法的缺点 ,同时编程简单 ,运算速度快 .将其用于活体心肌细胞的边界跟踪 。

Lindqvist型抗肿瘤多酸药物[XMo_6O_(24)]^(n-)(X=Pt,Mo)的电子结构研究

[XMo6O2 4 ]n - (X =Mo ,Pt)型多酸盐是一类具有体内抗肿瘤活性的多酸药物 .运用密度泛涵理论中的离散变分方法 (DFT DVM )对平衡离子分别为K+ 和NH+ 4 的 [PtMo6O2 4 ]8- 的电子结构进行了计算并与平衡离子为NH+ 4 的 [Mo7O2 4 ]6- 的电子结构进行了比较 .结果表明 ,平衡离子改变对原子静电荷、键级、HOMO、LUMO的组成、分子轨道能级以及态密度等 ,没有显著影响 ;而改变中心原子却对电子结构有显著影响 .这一结果对 [Mo7O2 4 ]6- 的抗肿瘤活性高于 [PtMo6O2 4 ]8-

岔动脉血管脉动血流的动力学分析

通过分析血管性肺癌介入治疗的特性 ,建立了分岔动脉血管二维几何模型和动脉血流平均流速脉动流模型。基于SIMPLE算法对分岔动脉血管脉动血流的动力学进行了数值模拟 ,获得用导管注射药液时血液流场的变化情况。结果表明 ,建立的典型几何模型和血液平均流速脉动流模型可较好地分析临床上观察到的血流动力学现象 ,能反映分岔动脉血管脉动流的特点。为实施进一步数值模拟提供了可靠的前提 ,此项研究的计算结果也为优化血管性介入治疗等提供了血流动力学依据。

应力水平对猪颞下颌关节盘生物力学特性的影响

研究颞下颌关节盘对压缩载荷的反应性 ,了解关节盘的粘弹性和渗透性质 ,为分析关节盘的应力缓冲机制提供实验依据。采用围限压缩力学实验方法 ,对三种不同应力水平 (0 .0 7、0 .12、0 .30MPa)下 8个猪颞颌关节盘的蠕变效应进行研究。结果表明 :在 0 .0 7MPa应力水平 ,关节盘前、中、后带承受压缩载荷 2s时的压缩刚度分别为 4.48、3.93、6 .31MPa,盘后带压缩刚度最大 ;渗透系数K值分别为 0 .2 72× 10 12 、0 .30× 10 12 、0 .0 42× 10 12 m4 /NS ,后带值明显低于前带。在 0 .30MPa水平 ,前、中、后带刚度分别增至为 14.0 7、16 .6 8、14.0 0MPa,渗透系数分别减小为0 .0 17× 10 12 、0 .0 12× 10 12 、0 .0 0 5× 10 12 m4 /NS ,各带之间无明显差异。颞颌关节盘是具有粘弹性的生物二相体 ,有一定抗压强度和较低的渗透性 ,应力水平增加 ,整体压缩刚度增大而渗透系数减小。提示对压缩刚度和渗透性的调节可能是关节盘组织内部承受并缓冲应力的两种方式。

静张应力与TGF-β_1对大鼠髁突软骨细胞增殖效应调节初步研究

目的 探讨转化生长因子_β1 (TGF_β1 )在静张应力环境下对髁突软骨细胞增殖效应的影响。方法 (1)将传代培养至第 4代大鼠下颌髁突软骨细胞在 12孔培养板上培养 ,采用流式细胞仪测定加入不同浓度TGF_β1 (0 1、1、10ng ml) 0、6、12、18、2 4h后 ,对髁突软骨细胞增殖活性 (PI值 )的影响。 (2 )将第 4代大鼠下颌髁突软骨细胞在细胞膜式张应力施加装置上培养 ,检测不同浓度TGF_β1 及 5kPa静张应力联合应用 0、6、12h后 ,对髁突软骨细胞增殖活性(PI值 )的影响。结果 不同浓度TGF_β1 (0 1、1、10ng ml)在模拟生理环境下以剂量依赖型的方式整体促进了髁突软骨细胞增殖效应 ,对髁突软骨细胞的增殖活性调节作用主要在 12～ 18h段 ,增殖峰值在 18h左右 ;在 5kPa静张应力联合TGF_β1 刺激下培养较TGF_β1 的单独效应具有更强的促髁突软骨细胞增殖作用。结论 静张应力联合TGF_β1

控制棒组件落棒时间与历程计算

控制棒落棒时间是保证核电站安全运行的重要参数之一。本文在已有研究成果的基础上对落棒的计算分析作了进一步的研究,主要的方法是:采用直接约束法处理接触问题;用反力构造法确定碰撞力;用理论及数值分析完成流体阻力计算等。在此基础上,编制了控制棒落棒分析有限元程序CRFD,并针对秦山600MW反应堆控制棒驱动线给出了试算结果。

Herbst矫治器在不同重建时对口颌肌肉和韧带约束反力的影响

目的 :研究不同重建情况下相关口颌肌肉和韧带的约束反力变化规律 ,为Herbst矫治器临床应用提供相关依据。方法 :在已建立的下颌骨硬组织三维有限元模型基础上附加Herbst矫治器 ,建立颞下颌关节—下颌骨—Herbst矫治器系统的三维正交各向同性有限元模型 ,根据临床和相关文献设计重建的类型 ,通过计算机计算相关口颌肌肉和韧带的约束反力。结果 :不同重建时嚼肌浅层 (SM)、翼内肌 (MP)、颞下颌韧带浅层 (STL)、颞下韧带深层 (DTL)、翼外肌下头 (ILP)、翼外肌上头 (SLP)所受的力始终为零 ;颞肌中束 (MT)、颞肌后束 (PT)、茎突下颌韧带(StL)、蝶下颌韧带 (SpL)受力随着下颌水平前伸距离的增大、垂直向移位距离的减少而增大 ;颞肌前束 (AT)和嚼肌深层 (DM)随着下颌水平前伸距离的增大、垂直向移位距离的减少而减小。相关口颌肌肉所受约束反力的数值相差最大的为茎突下颌韧带 ,其次为蝶下颌韧带和颞肌后束 ,再次为颞肌前束 ,其余相差不大。约束反力最大值为32 48kg,最小值为 0kg ,力值在可承受范围之内。结论 :茎突下颌韧带、蝶下颌韧带、颞肌后束和颞肌前束在Herbst所引起的下颌骨功能改建中 ,起了相当重要的作用。本文设计的 5组重建类型 (下颌水平前伸 3～ 7mm ,垂直打开 4～ 2mm)

锥形血管内血液脉动流的数值模拟

将锥形血管与人体血液的脉动流动联系起来研究发展中的血液流动问题 ,给出了锥形血管的几何模型、血液流动的理论模型、生理边界条件以及计算条件 ;根据人体生理脉动流条件 ,建立了血流平均速度函数 ,并就此对三维锥形血管内的血液脉动流动进行了数值模拟 ,获得心动周期不同时刻的轴向速度、径向速度、断面压力和轴向压力分布曲线。将数值模拟计算结果与实验和分析计算结果进行对照 ,讨论了锥形血管内血液脉动流的特点。

Herbst矫治器在不同重建时对髁突软骨表面应力分布的影响

目的 :从生物力学角度研究Herbst矫治器在不同的重建状态下前导下颌 ,对髁突软骨表面应力分布的影响 ,为临床应用提供理论依据。方法 :采用三维有限元方法 ,在已建立的颞下颌关节—下颌骨—Herbst矫治器系统的三维正交各向同性有限元模型上 ,根据临床和相关文献设计重建的类型 ,在髁突的矢状向及冠状向上分别选取相应节点 ,计算相应的最大主应力与最小主应力值。结果 :不同重建时 ,髁突软骨表面同一部位的应力值相差不大 ,在相同重建时 ,髁突软骨表面不同部位的应力值相差较大。在每一种重建组合中 ,矢状向髁突软骨后方有较大范围的张应力区 ,而髁突前斜面有较大范围的压应力区。冠状向髁突软骨表面的内、外侧斜面都主要为压应力区。结论 :本文设计的 5组重建类型 (下颌水平前伸 3～ 7mm ,垂直打开 4～ 2mm)在髁突表面的应力分布相差不大 。

壁面厚度对一体化小腿假肢应力分布的影响

一体化假肢是以聚合物为材料从接受腔到假腿一体成型的新型下肢假肢 ,它比传统型假肢更经济、美观、轻便 ,具有较大的应用前景。如同传统假肢 ,应力分析对于一体化假肢的构型设计和优化具有重要的意义。由于假肢中的应力大小及分布与其所用材料的力学特性密切相关。本文的工作是基于一实验用内骨架一体化小腿假肢的真实几何构型 ,考虑残端软组织和骨 ,建立一体化小腿假肢的三维有限元模型 ;在保持假肢的几何形状不变的前提下 ,建立三个不同壁面厚度的一体化小腿假肢的三维模型 ,应用有限元分析方法 ,计算这些模型在模拟 Heel Off步态时相的载荷作用下的应力分布 ,分析壁面厚度对一体化小腿假肢应力分布的影响 ,为一体化小腿假肢壁面厚度的设计标准提供参考。结果表明 ,可以通过适当增加壁面厚度来减小一体化假肢的应力及软组织表面的压力。

张应力作用下体外细胞培养膜上应力分布的三维有限元分析

在自行研制细胞张应力施加装置的基础上 ,建立细胞张应力施加装置中生物膜三维有限元模型 ,模拟施加不同大小的静水压力 ,采用有限元应力分析的方法计算生物膜 (硅胶膜 )上的张应力及位移分布及其规律 。

用MATLAB编制用户界面实现曲线拟合

MATLAB是一种功能强大的科技应用软件和编程语言.用户可以通过它的低层绘图指令设计自己的用户图形界面,实现复杂计算的编程也很简单.以肺癌介入治疗模拟实验中的曲线拟合为例,对用MATLAB中的用户图形界面函数,编制用户界面并在该界面下实现数据的键盘录入、数据文件输入、原始数据的图形显示及多种拟合等功能作了介绍.

一体化小腿假肢的三维有限元应力分析

建立一体化小腿假肢和残肢的三维模型 ,应用有限元分析方法 ,计算此模型在模拟 Mid- Stance步态时相的载荷作用下各节点的应力 ,从而得到此模型内外表面的应力分布 ,为一体化假肢设计的 CAD\CAM系统提供理论依据。计算结果表明 ,接受腔的应力值较小 ,假腿的应力值较大 ,高应力区出现在假腿下端及接受腔与假腿的交界区域。