半月板组织工程化修复实验研究及其生物力学问题的讨论

目的应用组织工程方法在具完全免疫功能的哺乳动物体内修复半月板缺损并讨论其生物力学问题. 方法 15只45天龄的长枫杂交仔猪为实验动物, 以改良的Klagsbrun酶消化法从左膝半月板获得的自体纤维软骨细胞在体外扩增至一定数量, 在右膝内侧副韧带前方的内侧半月板造成长1cm的全层缺损, 分别将PGA-纤维软骨细胞-pluronic复合物、纤维软骨细胞-pluronic复合物和单纯PGA植入缺损, 以正常半月板和旷置缺损作为对照, 分别于第9周、 16周、 25周和36周取材. 标本采用大体观察、组织学、生物化学和生物力学作为评估指标. 结果 PGA-细胞-pluronic复合物在大体形态、组织学结构和压弹性模量(36周为正常组的69.5%)方面均显示形成了佳的修复组织, 并使对应股骨髁软骨的GAG含量(36周为正常组的58.3%)保持相对稳定. 结论自体组织工程化纤维软骨在适宜的力学条件下能够修复乃至再造半月板, 并且可以防止膝关节的创伤性退变.

食管分层应力-应变研究

目的探讨食管壁各层环向应力-应变分布特征.方法将8只Wister大鼠的食管标记、测量在体长度后剪下置于去钙离子Krebs液中.剪下标记的中段食管用做充压试验,将其在显微镜下分离成内层食管(粘膜和粘膜下层)和外层食管(固有肌层).充压时全层和分层食管均被拉长至在体长度,以每分钟升高2 cm H2O速度匀速充压.根据所测图像的几何数据计算全层和分层食管的Kirchhoff 应力和 Green 应变.零应力状态作为计算应力和应变的基本参照状态.结果 (1)食管离体后较在体长度缩短24%.(2)全层食管和分层食管的环向应力-应变曲线均符合指数方程τ＝(τ·+β)eα(ε-ε·)-β(判定系数>0.96),为非线性关系.(3)与全层食管相比,分层后内层食管应力-应变曲线较陡直,且移向左侧,差别有统计意义(P＜0.05),外层食管的曲线移向右侧,差别无统计意义(P>0.05),内外两层食管的应力-应变曲线亦有统计差别(P＜0.05).结论食管壁各层环向应力-应变均符合非线性关系,食管内层不如外层易变形.

胫股关节半月板松弛函数的实验研究

目的研究正常国人急性外伤致死的成人新鲜尸体半月板的力学性质,为临床提供生物力学参数.方法对5具正常国人新鲜尸体胫股关节半月板的一维拉伸力学性能和拉伸应力松弛粘弹性力学性质进行测试.结果得出了半月板一维拉伸的破坏载荷、伸长比、Lagrange张应力、Lagrange张应变等实验数据.以多项式用小二乘法对拉伸实验数进行拟合,得出了半月板的应力-应变关系表达式和应力-应变曲线.获得了半月板应力松弛曲线和数据,归一化应力松弛函数数据和曲线,以及半月板的G(t)表达式.根据准线性理论还得出了髌骨软骨的松弛函数K(λ、t)=G(t)T(e)(λ)的表达式.结论髌骨软骨单向拉伸大载荷为40±3N,伸长比为1.369±0.048,张应力为7.27±0.59MPa,应变为43.8±6.6%.应力松弛主要发生在1200s以内.应力松弛曲线是以对数关系变化的.

口内支抗组合在安氏Ⅰ类错(牙合)矫治中的应用研究

目的评价口内支抗组合在安氏Ⅰ类错(牙合)矫正治疗中的支抗控制效果.方法选择18岁5个月至23岁7个月的安氏Ⅰ类错(牙合)患者15例,均采用横腭弓,上颌第二恒磨牙治疗一开始就纳入支抗范畴,以及尖牙向后结扎三种组合来增强支抗.通过治疗前后X线头影片分析其支抗控制效果.结果 Ptm-6与So-6AP虽有增大,但磨牙前移不到拔牙间隙的1/6,而且冠根移动量几乎相等,支抗磨牙无近中倾斜;6-PP、MP-FH 及ANS-Me治疗前后均无显著性改变.结论三种口内支抗组合能高效地稳定支抗磨牙.

腰椎滑脱症采用SSRF内固定的生物力学评价

目的探讨腰椎滑脱症采用新型SSRF内固定器的生物力学特性.方法采集5具新鲜人尸腰椎标本,利用实验应力分析方法,测量腰椎滑脱采用SSRF内固定器固定后的脊柱强度,刚度和稳定性,并与Steffee钢板、MSF内固定器、SF内固定器进行对比. 结果采用SSRF内固定,其平均强度和刚度均比正常标本高,其平均强度、刚度和极限强度均比Steffee钢板、MSF内固定器、SF内固定器高,充分说明本器械在滑脱固定方面是有效的,并占有较大的优势.结论腰椎滑脱症采用SSRF内固定不但生物力学性能优越,而且固定坚强、安全、可靠.

内原性凝血及抑制的动力学模型与模拟

目的研究正反馈和负反馈反应在凝血放大中的动力学作用.方法运用模型化方法就凝血的中心反应建立动力学模型.结果当β≥β0(存在但不易由模拟结果得到)时系统才有正平衡解;逐渐增加κ2的值,发现因子Xa的浓度从轻微的振荡到一个正平衡解改变为逐渐增加到一个正平衡解;当κ3超出正常生理意义的8倍,系统开始出现极限环解.结论很显然Xase必须大于一个阈值凝血反应才能放大,此阈值随APC浓度的增加而增大.通过进一步分析系统的震荡及周期性与APC的关系,发现震荡有可能发生在病理情况下, 另外根据数学动力学原理,尝试着给出了血友病治疗的理论依据.

内皮细胞切应力测试装置中的液容与液阻

目的通过研制"内皮细胞切应力测试装置"的液容与液阻,使内皮细胞所处的环境尽可能接近人体的生理环境.方法应用流体力学及血流动力学理论与分析方法,研制了"内皮细胞切应力测试装置" 的液容与液阻. 结果本装置可以精确调控正常生理水平和超生理水平下的切应力值、正应力值、以及脉动波幅和脉动频率.结论本文研制的"内皮细胞切应力测试装置"中的液容与液阻,为内皮细胞切应力的研究创造了一个更为接近接近人体生理状态的力学环境.

非周期大强度运动训练和推拿对兔膝关节髌韧带生物力学特性的影响

目的观察非周期大强度运动训练和推拿对兔膝关节髌韧带生物力学特性的影响.方法利用非周期大强度运动的动物训练模型造成关节韧带松驰,在训练的同时予以推拿手法恢复.结果髌韧带生物力学测试发现运动训练可以明显引起韧带应力松驰加快,应力-应变关系右移,弹性系数降低,应变加大;而训练同时予以推拿恢复手段可明显恢复韧带的松驰.结论非周期大强度运动训练可造成韧带松驰,推拿恢复手段可明显防止韧带的松驰.

基于混合物理论的骨组织应力松弛效应分析

目的研究骨组织在给定位移下的应力松弛响应,为骨组织粘弹性性质实验研究提供参考.方法引入基于混合物理论的现代多孔介质模型来研究骨组织在外界刺激下的流固耦合效应,采用Laplace变换技术求解控制方程.结果得出了一维应力松弛解析结果,算例与实验结果进行了比较.结论松质骨呈现的表观粘弹性行为以及能量耗散性质与松质骨中流体组分的扩散和流动之间具有很大的相关性.

川芎嗪和剪切率对悬浮血管内皮细胞凋亡的影响

目的探讨川芎嗪和剪切率对悬浮血管内皮细胞凋亡的影响. 方法体外培养大鼠脑微血管内皮细胞(rCMEC),以川芎嗪和锥-板旋转剪切方式共同作用于悬浮rCMEC,采用Annexin V-FITC/PI双染法,流式细胞仪检测川芎嗪和剪应力对rCMEC凋亡的影响. 结果方差分析表明,川芎嗪和剪切率对rCMEC凋亡率有显著影响,川芎嗪降低凋亡率;剪切率增加凋亡率,二者作用相反但无交互作用.组间t检验表明:单独使用川芎嗪时,在本实验剂量范围内(31.5～126μg/ml),川芎嗪对静态悬浮rCMEC凋亡率无显著影响.高剪切率(6000,8000s-1)可诱导rCMEC凋亡,川芎嗪对此具有显著抑制作用. 结论适当剂量的川芎嗪可用于抑制高剪切率诱导的血管内皮细胞凋亡.

组织工程血管构建的研究进展

构建组织工程血管是解决临床血管移植物短缺的好方法.本文概述了组织工程血管的研究简史,组织工程血管构建方法.重点讨论了非降解材料和降解材料为支架构建的组织工程血管及全生物化组织工程血管的构建方法和优缺点,并初步讨论了组织工程血管构建的力学问题.组织工程血管构建的主要研究方向为在模拟体内力学环境下构建全生物化组织工程血管.

正畸力作用下牙齿移动的生物力学

错(牙合)畸形的矫治主要通过矫治器对错位牙施以矫治力,使错位牙得到矫正,从而恢复和重建平衡的(牙合)受力关系.作者就目前有关正畸力作用下牙体、牙周组织及牙槽骨的力学反应,以及不同类型的矫治力与牙齿移动的关系的研究进展作如下综述.

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