医用生物力学杂志社
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医用生物力学杂志

《医用生物力学》杂志在全国影响力巨大,创刊于1986年,公开发行的双月刊杂志。创刊以来,办刊质量和水平不断提高,主要栏目设置有:基础、应用、讲座、综述等。
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:上海交通大学
  • 国际刊号:1004-7220
  • 国内刊号:31-1624/R
  • 出版地方:上海
  • 邮发代号:
  • 创刊时间:1986
  • 发行周期:双月刊
  • 期刊开本:A4
  • 复合影响因子:1.25
  • 综合影响因子:1.038
相关期刊
服务介绍

医用生物力学 2013年第02期杂志 文档列表

医用生物力学杂志专家论坛

细颗粒物(PM2.5)对气道的病理作用及其与哮喘病理机制的关系

摘要:哮喘是危害人类健康的重要呼吸疾病,但其复杂的病理机制仍然没有完全认识清楚。近年来,环境因素在哮喘病理机制中的作用日益受到关注。其中,细颗粒物(PM2.5)的作用,特别是其对气道组织细胞结构与功能的病理作用成为研究的热点和前沿,并获得许多重要的发现。本文围绕哮喘的最主要病理特征,即气道炎症和气道高反应性,综述介绍有关PM2.5对气道病理作用与机制的最新研究进展和重要发现,包括PM2.5在气道的运输与沉积规律、PM2.5与气道炎症和损伤、PM2.5与气道重塑、PM2.5与气道高反应性、PM2.5对气道平滑肌细胞力学的间接和直接影响等。分析PM2.5对哮喘病理过程中气道生物力学的作用机理对研究PM2.5对呼吸系统的影响有重要参考价值。
127-134
医用生物力学杂志论著

气溶胶颗粒在人体上呼吸道模型内沉积的实验研究

摘要:目的研究气溶胶颗粒在人体上呼吸道模型内的沉积规律,探索有毒气溶胶在人体上呼吸道的致病机理。方法采用ABS材料制作人体上呼吸道实验模型,搭建人体上呼吸道内气溶胶颗粒沉积的实验台,开展不同呼吸流量(30、60IVmin)条件下不同粒径(0.3、6.5μm)的气溶胶颗粒在人体上呼吸道模型中的沉积实验。结果不同呼吸流量下不同粒径气溶胶颗粒在人体上呼吸道模型内沉积模式趋势一致,在咽部、喉部和气管部位沉积较多,且喉部沉积最多。结论呼吸流量对模型内气溶胶颗粒沉积率影响较大,大粒径气溶胶更易沉积到模型中,惯性碰撞和湍流强度是气溶胶颗粒沉积的主要机制。
135-141

关于图表的要求

摘要:表和图的设计应科学、简洁、合理,有自照性,均分别按其正文出现先后次序连续编号,并冠以图(表)序号和题目。说明性的资料应置于图(表)下方注释中,并在注释中标明图标中使用的全部非公知公用的缩写及表中的统计学处理。均采用三线表,表内数据同一指标有效位数一致,均数及标准差小数点后保留位数一致。图题、表题及图注、表注均应中、英文对照书写。
141-141

下肢运动信息采集与运动仿真

摘要:目的建立人体下肢3D模型与生物力学模型进行运动学和动力学分析,搭建下肢控制平台为主动式下肢假肢和人体下肢助行器的控制研究提供理论依据。方法利用VICON人体三维运动捕捉系统采集平地行走人体下肢髋、膝、踝运动信息,以及利用Solidworks建立人体下肢3D模型,进行下肢运动学分析。基于Maflab中Simu.1ink的机械仿真模块(SimMechanics)建立人体下肢模型,进行动力学分析,产生运动信号。基于Quanser半实物仿真平台搭建控制模型,接收SimMechanics产生的运动控制信号,实现对双下肢运动平台的控制。结果利用运动学分析得到各个关节的速度和加速度信号,利用动力学仿真得到各个关节的力矩信号,对建立的人体双下肢模型进行模拟仿真,通过仿真验证模型的合理性,利用输出的信号对双下肢运动平台进行控制实现平地行走功能。结论建立的平台可以进行人体下肢运动学、动力学和控制方法的研究,为主动式假肢和人体下肢助行器的控制提供借鉴作用。
154-159

百草枯对人胚肺成纤维细胞增殖及黏弹性影响

摘要:目的研究百草枯对人胚肺成纤维细胞(MRC-5)增殖及黏弹性影响,探讨百草枯中毒初期对肺细胞损伤及后续肺纤维化的发病机制。方法用含不同浓度百草枯(0、100、200rag/L)的MEM培养基处理生长状态良好的MRC.5细胞12h,换正常MEM培养基继续培养24h后收集细胞,一部分细胞通过流式细胞仪检测细胞周期确定细胞的增殖情况,另一部分通过微管吸吮技术检测细胞的黏弹性。结果经过不同浓度百草枯处理后,细胞的增殖指数较对照组明显降低(P〈0.05),且百草枯浓度越大,细胞的增殖指数越低。经过百草枯处理后MRC-5细胞的黏弹性各项参数均明显小于正常组MRC-5细胞(P〈0.05);其中100或200mg/L百草枯处理组,MRC-5细胞的黏弹性要小于50mg/L百草枯处理组(P〈0.05);而100与200mg/L百草枯处理组之间,MRC-5细胞的黏弹性无明显差异(P〉0.05)。结论百草枯中毒初期人胚肺成纤维细胞受到损伤,增殖指数下降,细胞黏弹性降低,中毒后的代偿性修复是导致肺纤维化的重要原因,为临床治疗提供新的思路。
160-163

基于车人碰撞事故重建的行人头部动力学响应

摘要:目的研究行人交通事故中,不同碰撞速度、不同车型及行人不同受撞击部位与行人头部损伤严重度的关系。方法通过MADYMO多刚体动力学软件对一起有视频的行人交通事故进行事故重建,获得初始和边界条件,然后通过获得的边界和初始条件进行不同车速(20、30、40、50、60km/h)、不同车型(轿车、SUV型车、面包车)、行人不同受撞击部位(正面、侧面、背面)的模拟碰撞实验,对模拟碰撞实验中行人头部损伤情况进行分析,并利用两例真实行人交通事故对部分结果进行验证。结果不仅车辆碰撞速度、车辆前置结构影响行人头部损伤严重度,行人受撞击部位也是影响行人头部损伤严重度的重要原因。在碰撞速度≤30km/h时,行人与地面接触造成的损伤可能比与车辆造成的损伤严重;碰撞速度≥40km/h时,行人头部损伤主要是与车辆接触所致。结论利用监控录像能比较准确地开展行人交通事故重建,从而对行人动力学响应进行分析。在行人交通事故频发路段,对不同车型进行不同限速,能有效减小行人头部损伤的严重程度。
164-170

大鼠OSAHS模型的建立及其上气道流场特性的数值模拟分析

摘要:目的研究大鼠上气道狭窄动物模型的构建方法及上气道狭窄后气流运动特性。方法将3月龄大鼠32只随机分为对照组和模型组,模型组每只大鼠在麻醉状态下给予0.1mL透明质酸钠溶液软腭悬雍垂黏膜下注射处理。对照组和模型组在同等环境中饲养3月后,对两组动物分别进行CT扫描及呼吸检测。运用计算流体力学方法对比分析对照鼠和模型鼠上气道流场特性。结果(1)模型组较对照组鼻咽部气道最小截面积明显减少,气道明显狭窄(P〈0.05);(2)模型鼠呼吸急促、呼吸周期不稳定、咽腔呼吸波动较强;(3)在呼吸过程中,对照鼠鼻咽气道壁面最大剪应力分布较分散;而模型鼠鼻咽气道壁面最大剪应力分布较集中。结论软腭黏膜下注射透明质酸钠诱发了上气道狭窄,气道狭窄的动物模型与阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)病理学特征类似。上气道狭窄将导致呼吸困难,呼吸周期延长,且剪应力对咽部组织(特别是软腭及悬雍垂)的损伤作用更强,这加剧了咽部组织的力学重建。
178-183

不同植入扭矩对种植体骨界面生物力学特性的影响

摘要:目的探讨不同植入扭矩对种植体骨界面生物力学特性的影响。方法采用薄层CT扫描和自主开发的USIS软件建立包含种植体的即刻负载下颌骨三维有限元模型。采用ANSYS软件分析种植体在0、15、25N·cm3种植入扭矩下,垂直和颊舌向45。加载150N力时种植体骨界面yonMises应力、应变值。结果垂直载荷时,5种植入扭矩下的种植体骨界面vonMises应力最大值分别为33.6、56.4和69.6MPa,应变最大值分别为5157、8645、15630με。颊舌向载荷时,3种植人扭矩下的种植体骨界面von Mises应力最大值分别为95.3、100.6和108.3MPa,应变最大值分别为17110、18690、21380με。结论种植体植入扭矩的增大会增加种植体骨界面的应力应变值,颊舌向载荷时比垂直载荷时增加明显缓慢。
184-188

组织工程软骨修复软骨缺损区域后的力学特性分析

摘要:目的利用组织工程技术建立体外软骨缺损实验模型,研究修复区人工软骨和宿主软骨的力学特性。方法采用一种琼脂糖凝胶作为人工软骨,制作猪软骨深层缺损,在缺损处仿临床植入人工软骨,用生物胶黏接,建立组织工程修复膝关节软骨缺损的体外模型;在压缩载荷作用下,通过数字图像相关技术研究组织工程软骨植入缺损后修复区即刻力学行为。结果压缩过程中界面处没有出现开裂现象,压缩分别为软骨层厚度的3.5%、5.6%、7.04%和9.0%时获得了修复区中间层应变分布图和应变变化曲线。压缩量从3.5%增加到9%时,在垂直软骨面方向上宿主软骨最大压应变增加75.9%,人工软骨最大拉应变增加226.99%;在平行软骨表面方向,交界面处最大拉应变增加116.9%,增加量远高于宿主软骨区和人工软骨区;对于修复区剪应变,随着压缩量增加交界处剪应变方向发生相反的改变。结论软骨组织工程修复缺损效果有很大的不确定性,这与修复区的力学环境有关。组织工程软骨植入缺损后,修复区受到复杂应变状态,随着压缩量增加,界面处、宿主软骨、人工软骨都发生较大的应变变化,界面处垂直软骨面方向的应变由压应变可转化为拉应变,平行软骨表面方向的拉应变有显著增加,交界处剪应变方向甚至发生了相反的改变,而且剪应力数值迅速增加。这种复杂应变状态造成修复区细胞力学环境的较大变化,还可能引起界面的开裂,影响缺损修复过程,这些力学环境变化应受到临床治疗的重视。
195-200

流体静压力及雌激素共同作用对骨髓间充质干细胞成骨及成软骨分化的影响

摘要:目的观察流体静压力联合雌激素对大鼠骨髓问充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)增殖、细胞骨架及成骨、成软骨向分化的影响,检测这两种刺激共同作用是否具有生物叠加效应。方法采用全骨髓贴壁分离法分离培养BMSCs,流式细胞仪进行BMSCs表面标志物分子鉴定。细胞分为对照组(C组)、1nmol/L1713.雌二醇作用组(E组)、1nmol/L雌激素受体拮抗剂TAM作用组(T组)、90kPa压力加载1h组(P组)、176.雌二醇预处理12h后再加压1h组(P4-E组)以及TAM预处理12h后再加压lh组(P+T组)。流式细胞仪检测各组细胞的细胞周期变化;FITC一鬼笔环肽染色后激光共聚焦显微镜下观察F.actin细胞骨架表达与重组情况;各组细胞经成骨诱导7d和14d后茜素红染色观察钙结节形成量、Real.timePCR检测成骨细胞标志基因ColI、ON、OPN及BSP的mRNA表达;成软骨诱导14d和28d后甲苯胺蓝染色检测蛋白多糖表达、Real—timePCR检测成软骨细胞标志基因Sox9、Aggrecan及ColⅡ的mRNA表达。采用SPSS16.0对数据进行单因素方差分析,后续Dunnettt检验进行各时间点上实验组与空白对照组数据之间及各实验组之间的组间比较。结果流体静压力(90kPa,1h)及1nmol/L1713.雌二醇作用下细胞增殖能力以及细胞骨架的活性均增强,但并不具有生物整合效应。成骨诱导14d后,钙结节形成。Real.timePCR结果显示,176-雌二醇作用组中成骨标志基因ColI、ON、OPN及BSP的表达水平显著增加。两种刺激在成骨诱导分化7d时均可提高标志基因的表达,具有生物协同效应,但成骨诱导14d时两者则表现出相互拮抗的作用。成软骨诱导28d后,甲苯胺蓝染色阳性。成软骨诱导过程中,单纯压力刺激组成软骨标志基因Sox9、Aggrecan及Colll的表达显著升高,雌激素预调则削弱压力对间充质干细胞的促成软骨分化作用。
201-209

基于模型技术的支架-球囊系统优化设计

摘要:目的将改进的Kriging优化算法引入支架-球囊系统的优化设计,从而给其配以适当长度的球囊,使支架能够沿轴向扩张均匀。方法基于有限元计算结果,采用与拉丁超立方(1atin hypercube sampling,LHS)抽样方法、期望提高(expected improvement,EI)函数相结合的Kriging优化算法,以减小支架扩张时的狗骨头效应为目的,对球囊长度进行优化设计。结果Kriging模型能近似建立支架狗骨头率与球囊长度间的函数关系,来替代高成本的计算。LHS抽样方法可以确保产生的样本点代表向量空间的所有部分。EI函数能有效地用于平衡搜索,从而找到最优解。优化长度的球囊可以使支架均匀扩张。结论该优化算法能有效地应用于支架一球囊系统的优化设计。
210-215

关于文稿中法定计量单位的书写要求

摘要:本刊法定计量单位实行国务院1984年12月颁布的《中华人民共和国法定计量单位》,并以单位符号表示,具体使用参照中华医学会杂志社编写的《法定计量单位在医学上的应用》。注意单位名称与单位符号不可混用。
215-215

螺旋弯曲管中血液两相流动分析

摘要:目的经典的单相牛顿血液流动模型忽略了红细胞与血浆之间的相互作用以及血液剪切变稀性质。为解决这些问题,采用多相的非牛顿模型研究冠状动脉模型的血流动力学参数。方法把血液考虑为血浆和红细胞的混合体,并用螺旋弯曲血管模型模拟冠状动脉,分析冠状动脉内红细胞的运动以及红细胞体积分数的分布情况,并与单相非牛顿血液模型的模拟结果进行对比。结果单相和多相血液模型模拟下的截面壁面剪切力平均值差别不明显,但是在两相流模拟中,螺旋弯曲管下底壁面处存在明显的红细胞聚集现象,同时还分布着较低的壁面剪切力。结论引用多相流数值模拟得到了螺旋弯曲管中的血流动力学参数,同时发现红细胞在螺旋弯曲管下底面处聚集的现象,这很容易诱发血栓形成,与临床上所观察到的粥样硬化斑块经常出现在冠状动脉弯曲内侧是相符合的,可进一步说明动脉粥样硬化病变的发生机制。
216-222

牙周膜厚度对舌侧矫治中下颌第1磨牙近中移动的影响

摘要:目的研究舌侧矫治中下颌第1磨牙近中移动过程,牙周膜厚度因素对牙齿及牙周组织应力和位移的影响。方法基于逆向工程技术的方法,分别建立牙周膜厚度为0.15、0.2、0.25、0.3、0.35mm的等牙槽骨高度的牙齿-牙周膜-牙槽骨三维模型,在舌侧矫治中倾斜、旋转及整体移动载荷作用下,分析牙周膜、牙根及牙槽骨表面的应力和位移状况。结果由牙周膜厚度差异引起的牙周膜、牙根以及牙槽骨表面最大应力极大值与极小值之比分别为1.46、2.06、6.72,牙根、牙槽骨表面的最大位移极大值与极小值之比分别为1.65、1.50;对应不同的牙周膜厚度值,牙根及牙周组织最大应力部位在牙根、根分又以及牙颈间变动。结论临床治疗中,应注意观察牙颈、根分又以及牙根部位的变化,针对牙周膜厚度较小的患者,整体移动更有利于牙齿及牙周组织的健康。
223-228

论文写作中的注意事项

摘要:论文的写作前言主要概述研究的背景、目的、研究思路、理论依据等。有些研究还应说明该研究开始的具体时间。前方必须开门见、简要、清楚,切忌套话、空话、牵涉面过宽、详述历史过程或复习文献过多等。不要涉及本研究中的数据或结论。不要与摘要雷同。未经检索,前言中不可写“国内外未曾报道”等字样,也不可自我评价达到“xx水平”或“填补xx空白”等。前言通常不需要标题。论著文稿的前言一般不超过250字;比较短的论文可以只用小段文字起前言作用。
228-228

基于PIV技术研究眼内房水流动特性的实验设计

摘要:目的借助粒子图像测速(particleimage velocimetry,PIV)技术对密闭离体动物眼球后房注水引发的眼内慢流动过程进行流动显示,计算不同时刻的流场,探讨测量眼内低速流动流场的PIV实验方案,为生理状态下眼内房水低速流动的流场测量提供实验基础。方法在离体眼球相对密闭的条件下,当微量注射泵按照0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5mL/min的速率驱动液体人眼球时,即可满足眼内液体形成缓慢流动的需求。向离体兔眼后房内均匀注入一定浓度、粒径为10μm的荧光粒子溶液,在眼球前房的正中额状面给予激光片光照射,以获得眼球前房正中额状面清晰的粒子图像。PIV系统记录并计算眼内液体的流动情况。结果向密闭的离体兔眼后房内均匀注入液体时,观察到液体先充满后房及瞳孔所在区域、之后绕过瞳孔缘进入到眼前房的流动规律,该规律与房水在生理条件下的理论流动过程一致。分析粒子图像,得到密闭眼球内几毫米每秒数量级的速度矢量。结论眼内低速流动液体的流场可以用PIV方法进行测量,从而使生理状态下眼内房水慢流场的实验测量成为可能,有助于实验研究生理或病理条件下眼内房水的复杂流动;为房水流场的数值模拟计算提供实验验证,也可为眼内病变时角膜内皮细胞、虹膜表面、晶体的剪切力损伤提供新的诊疗思路。
229-234

动力髋部螺钉与股骨近端髓内钉固定不稳定股骨转子间骨折的生物力学比较

摘要:目的比较动力髋部螺钉(dynamic hip screw,DHS)与股骨近端髓内钉(proximal femoral nail,PFN)固定不稳定型股骨转子间骨折的生物力学稳定性。方法8对新鲜冰冻人体股骨标本行标准4部分截骨术,每对分别以DHS及PFN固定后分为DHS组及PFN组,行生物力学测试。在持续加载负荷(0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2和1.4kN)后测量骨折端分离移位程度以反映内植物的稳定性。每个标本重复加载5次,计算其平均值后绘制载荷一距离曲线,并计算刚度值。设定最初载荷为1.4kN,加载速度10N/s,每次加载600N,当压力逐渐增加至最高值时停止,维持10s后压力逐渐减小至0N。记录内固定失败时加载的最大压力值作为内植物最大强度。结果所有标本均顺利完成测试,内固定物均无断裂。在不同负荷下DHS组位移变化值与刚度值平均值分别为(3.92±2.21)mm和(215.28±58)N/mm;PFN组分别为(4.22±1.80)mm和(197.06±34.20)N/mm,两组比较均无统计学差异性(P〉0.05)。PFN组为钉尾端发生新的骨折;DHS组均为钢板远端皮质螺钉处发生骨折,并无螺钉切出股骨头。PFN组内固定失败时平均载荷为(4312±560)N,DHS组(3954±520)N,两组比较无统计学差异(P〉0.05)。结论PFN与DHS治疗不稳定型股骨转子间骨折在强度及轴向稳定性上并无本质性差别。临床上需根据具体骨折情况选用合适的内固定材料,治疗中应尽量做到解剖复位,对于难以解剖复位者要力争恢复内后侧骨皮质的连续性。
235-239
医用生物力学杂志综述

高屈曲状态下膝关节静力稳定结构的生物力学研究进展

摘要:膝关节高屈曲状态在亚洲国家和中东地区的日常生活及特殊职业中极为常见。膝关节静力稳定结构包括前、后交叉韧带,内、外侧副韧带及关节囊,其主要功能是维持关节稳定性,其生物力学和运动学特点对全膝置换术中软组织松解、膝关节韧带重建及损伤后的康复具有重要意义。本文对近年来膝关节生物力学的研究方法及静力稳定结构在膝关节由伸直到高屈曲运动过程中的生物力学特点进行了阐述;对今后全膝置换术中软组织平衡、膝关节韧带修复与重建及伤后与术后康复方面的研究方向进行了展望和预测。
240-244