TNF-α促进内皮源性微体的数量与ICAM-1表达
摘要：目的 探讨高张应变调控的肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）对内皮源性微体（endothelial microparticles,EMPs）数量与表面细胞间黏附分子-1（intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1）表达的作用。方法 采用Flexercell细胞张应变加载系统对大鼠胸主动脉内皮细胞（endothelial cells,ECs）分别施加5%（模拟正常生理状态）和18%（模拟高血压状态）幅度的周期性张应变,加载频率均为1.25 Hz,加载持续时间为24 h,实时PCR检测不同幅度张应变条件下ECs的TNF-αmRNA表达水平。之后应用TNF-α刺激大鼠胸主动脉ECs,收集上清液,超速离心提取得到内皮源性微体（endothelial microparticles,EMPs）;用亲脂性苯乙烯基（lipophilic styryl）以及透射电镜对EMPs进行形态鉴定;流式细胞术对TNF-α刺激产生的Annexin V阳性EMPs进行计数,并检测EMPs表面ICAM-1的表达。结果 与5%正常张应变组相比,18%高张应变条件下ECs的TNF-α表达水平显著上升。TNF-α能够显著上调ECs产生Annexin V阳性的EMPs数量,且TNF-α刺激ECs产生的EMPs表面ICAM-1表达量显著增加。结论 高张应变条件下ECs高表达TNF-α可能介导了EMPs产生和表面ICAM-1高表达。研究结果为后续探讨EMPs在血管重建力学生物学机制中的作用提供新的实验证据。《医用生物力学》杂志征稿、征订启事
摘要：《医用生物力学》杂志由中华人民共和国教育部主管、上海交通大学主办,是国内唯一一本公开发行,以积极反映生物力学基础研究与应用研究成果,推动国内外学术交流,促进医、生、理、工各学科相互了解和合作为目的的学术性刊物。报道内容主要包括生物力学领域中有关力学生物学、器官-组织生物力学、细胞-亚细胞-分子生物力学、感觉系统生物力学、骨骼肌肉系统生物力学、航空航天生物力学、颌面口腔生物力学、呼吸系统生物力学、康复工程生物力学、心血管系统生物力学、血液流变学、医用材料生物力学、运动医学生物力学等的研究论文。细胞浓度比对剪切流中肿瘤细胞黏附的影响
摘要：目的 研究不同白细胞与肿瘤细胞浓度比对剪切流环境中肿瘤细胞在内皮细胞上黏附过程的影响。方法在平行平板流动腔中加入不同浓度比的白细胞和肿瘤细胞,分析不同剪切率下（50、100、200 s^-1）肿瘤细胞在内皮细胞上瞬时黏附和累积黏附的变化。结果 细胞浓度比为3∶1时,肿瘤细胞在内皮细胞上的瞬时黏附和累积黏附均比细胞浓度比为1∶1时有显著提升,且在高剪切率（100、200 s^-1）下更为明显。在观察的5 min内,随着剪切率的增加,细胞浓度比增大对肿瘤细胞黏附产生影响的时间点有所提前。结论 在剪切流中白细胞浓度增加对肿瘤细胞在内皮细胞上的黏附起到促进作用,结果为研究肿瘤在血管中转移和靶向治疗提供有意义的探索。个性化踝关节假体的设计及三维有限元分析
摘要：目的 针对当前踝关节假体失效率高、临床应用风险大的问题,提出一种个性化解剖型踝关节假体的设计。方法 首先建立正常人体足踝系统的三维有限元非线性模型,对模型的有效性进行验证;设计解剖型踝关节假体,对全踝关节假体置换进行几何仿真,建立假体-足踝系统的三维有限元模型;施加步态载荷,计算分析假体的生物力学特性。结果 正常踝关节系统足底最大接触应力为214.6 k Pa,足骨最大等效应力为8.96 MPa。对比文献与仿真所得足底反力与足骨应力,验证了正常足踝有限元模型的可靠性。假体植入后,仿真所得距骨钛合金假体、聚乙烯衬垫、胫骨假体等效应力峰值分别为23.88、19.24、73.01 MPa,足踝假体应力相较正常足踝应力有大幅度上升。结论 有限元分析的对比结果考察了个性化踝关节假体的可行性,为进一步假体设计优化以及临床应用提供参考。肝右静脉与下腔静脉位置对布-加综合征产生机制的影响
摘要：目的 探讨不同肝右静脉与下腔静脉夹角变化对布-加综合征患者下腔静脉隔膜发生机制的影响。方法运用Mimics软件对临床磁共振成像血管造影下腔静脉和主要肝静脉图像进行三维实体模型重建,测得正常模型下腔静脉与肝右静脉夹角为56°。在保持模型基本结构不变基础上,分别构建肝右静脉与下腔静脉夹角为30°和120°的模型,并数值模拟计算3个模型的壁面剪切力、壁面压强、速度分布。结果 3个模型壁面压强、壁面剪切力差异显著。与正常人56°模型相比,30°模型有较高的壁面压强和较低的血液流速,120°模型有较低的壁面剪切力和血液流速,并伴随有涡流的出现,这些血流动力学因素的改变更易于血栓的形成。56°模型血管内血流流速最快。结论 对下腔静脉与肝右静脉血液流场的数值模拟有助于了解布-加综合征的发病机制,提高下腔静脉阻塞隔膜形成风险的预测,为治疗提供理论依据。采用分子动力学模拟探究VWF-A1突变体G561S的亲和力变化机制
摘要：目的 探究血管性血友病因子（von Willebrand factor,VWF）突变体G561S下调VWF-A1与其配体亲和力的分子机制。方法 分别构建2M型突变体G561S-A1（功能减弱型）、WT-A1（野生型）和2B型突变体R543Q-A1（功能增强型）3个分子系统。G561S-A1突变体采用将野生型A1结构的Gly561替换为Ser561的方式构建,WT-A1与R543Q-A1晶体结构取自蛋白质数据库（protein data bank,PDB）。利用自由分子动力学模拟方法对比分析WT-A1、G561S-A1、R543Q-A1三者构象的改变、柔性的变化以及氢键/盐桥的形成与演化。结果 G561S突变通过降低A1结构域α2螺旋的柔性,并增强N末端与body区的相互作用从而减弱其与配体GPIbα的亲和力,R543Q功能增强型突变体则启动了一条相反的调节路径。结论 局部动力学性质的改变是A1亲和力调控的潜在机制,研究结果有助于针对激活的A1结构域的变构药物设计以及相关抗血栓药物的研发。血管支架不定形碳膜脱层现象实验及有限元分析
摘要：目的 研究不定形碳涂层的血管支架在握压-扩张过程中发生涂层脱层的现象,从材料选择和尺寸设计方面避免脱层的发生。方法 通过化学气相沉积法在金属血管支架上沉积生成不定形碳膜,实验模拟该涂层血管支架的握压-扩张过程,并通过电子扫描显微镜观察涂层发生脱层的情况。采用有限元方法分析不定形碳膜在血管支架握压-扩张过程中发生脱层的受力机制及影响因素。结果 有限元结果能够较好吻合实验现象。不定形碳膜厚度决定了支架各处脱层的难易程度,以及脱层的发生形式。不定形碳膜弹性模量越大,支架越容易发生脱层。此外,支架的弹性模量也会对支架脱层产生影响,且在不同位置处影响规律不同。结论 在血管支架涂层时,需要仔细设计不定形碳膜厚度以及合理匹配不定形碳膜和支架的弹性模量以避免脱层的发生。基于应力状态的细胞分子水平骨重建力生物学模型
摘要：目的 建立基于应力状态的细胞分子水平骨重建力生物学模型。方法 从工程角度分析骨重建过程和力学激励,吸纳力学强度设计理论思想,选取相当应力作为力学激励,基于应力状态选取合适的力学激励计算公式,提出基于应力状态的细胞分子水平骨重建力生物学模型;应用模型进行口腔临床正畸牙槽骨的模拟预测。结果 张力区孔隙度降低,骨量增加;压力区孔隙度增加,骨量减少,与牙槽骨特性一致。结论 基于应力状态的细胞分子水平骨重建力生物学模型考虑应力状态对骨组织失效形式的影响,体现骨重建过程是力学激励下细胞水平的自优化强度设计,有助于在细胞分子水平探讨应力状态对骨重建的影响,是骨重建理论的补充和完善,可为口腔正畸的治疗提供理论指导。儿童头部有限元模型的构建及验证
摘要：目的 通过构建3岁儿童头部有限元模型,研究儿童在交通事故以及跌落冲击过程中的颅脑响应。方法基于3岁儿童的头部CT扫描数据,采用计算机图像处理、逆向工程及有限元网格划分技术构建具有详细解剖学结构的儿童头部有限元模型,利用该模型重构儿童尸体实验,并与尸体实验数据进行对比。结果 头部静态压缩仿真中的3岁儿童头部接触力随压缩位移的增加而增大,头部接触力-位移曲线同尸体实验呈现出同样的变化趋势。在头部跌落仿真中,跌落高度为30 cm、碰撞位置为前额、左顶骨、枕部、右顶骨以及顶部时的冲击加速度峰值分别为72.7、61.3、72.7、60.4和68.1 g,其加速度随时间的变化曲线同尸体实验相一致。结论 所构建的3岁儿童头部有限元模型有效且具有较高的生物仿真度,后续研究可利用该模型分析碰撞条件下儿童颅脑组织的应力应变情况,为临床上通过脑CT影像无法确诊的脑震荡等脑损伤的伤情判断提供参考。磁耦合驱动搏动式血泵的可行性研究
摘要：目的 提出一种磁耦合驱动搏动式血泵结构并验证其可行性。方法 基于磁场传递往复作用力模型以及推拉互挽式结构设计磁耦合驱动搏动血泵,通过建立磁力驱动模型,计算耦合力大小,制作样机并对样机进行体外循环模拟试验,获得压力和流量实验数据。结果 采用生理盐水作为循环介质,固定后负荷,增加前负荷,血泵输出量减少,没有明显线性趋势;固定前负荷,增加后负荷,血泵输出量减少,且具有一定线性趋势。设置驱动频率为75次/min时,调节前、后负荷改变范围分别为0.665-3.990 k Pa（5-30 mm Hg）和5.320-11.970 k Pa（5-30 mm Hg）,可使输出量在保证线性关系条件下达到2.0-3.1 L/min。结论 该搏动式血泵流体力学特性基本满足体外膜肺循环的需要,仍需进一步研究和改进;研究结果具有重要的应用前景,尤其对替代目前临床体外膜肺氧合设备的血泵装置具有重要意义。螺旋形长型PHILOS接骨板治疗肱骨中上段骨折的生物力学研究
摘要：目的 比较长型PHILOS接骨板（Synthes公司,瑞士）扭转成螺旋形前后的生物力学特性,为临床治疗肱骨中上段骨折提供生物力学依据。方法 12例Synbone人工骨（SYNBONE公司,瑞士）的右侧肱骨平均分为两组,对照组（n=6）采用10孔的长型PHILOS接骨板固定,实验组（n=6）采用相同的接骨板扭转成螺旋形后固定。肱骨中上段骨折造模后,利用万能力学试验机分别检测并比较两组接骨板固定后的整体构件在轴向拉伸和压缩、同向和反向扭转、前后及内外向三点弯曲6种加载方式下的生物力学特性。结果 在100-500 N拉伸和压缩载荷下,实验组骨折断端位移分别较对照组增加约95%和58%;在0.6-3 N·m反向扭矩下,实验组扭转角度始终明显小于对照组,减少幅度达到55%-64%;在0.6-3 N·m的同向扭矩和1.5-7.5 N·m的前后向弯矩下,实验组的扭转角度和桡度均大于对照组,差异有显著性意义（P〈0.05）;当内外向弯矩为1.5、3 N·m时,实验组与对照组的桡度差别无显著性意义（P〉0.05）,而内外向弯矩为4.5、6、7.5 N·m时,实验组的桡度较对照组小20%-30%。实验组与对照组构件相比,拉伸和压缩刚度分别低49%和36%,同向和反向扭转刚度分别低19%和高150%,内外向和前后向弯曲刚度分别高18%和低70%,差异均有显著性意义（P〈0.05）。结论 长型PHILOS接骨板扭转成螺旋形后固定肱骨中上段骨折的总体力学性能有所改善,可以满足临床对该类骨折的手术固定和术后康复需要。结合微创手术的优势,该技术有望在临床得到广泛应用。第十一届全国生物力学学术会议暨第十三届全国生物流变学学术会议会议纪要
摘要：2015年10月10—14日，“第十一届全国生物力学学术会议暨第十三届全国生物流变学学术会议”在山西太原举行。本届会议由中国力学学会／中国生物医学工程学会生物力学专业委员会（分会）和中国生物物理学会生物力学与生物流变学专业委员会共同主办，太原理工大学承办。第六届中美生物医学工程暨海内外生物力学掌术研讨会第一轮通知（预通知）
摘要：第六届“中美生物医学工程暨海内外生物力学学术研讨会”将于2016年8月4日至8月8日在上海召开。本次会议由中国力学学会／中国生物医学工程学会生物力学专业委员会（分会）主办，中国生物物理学会生物力学与生物流变学专业委员会协办，上海交通大学承办；由美国加州大学伯克利分校（UC Berkley）李松教授、圣迭戈分校（UCSD）王英晓教授（美方）和上海交通大学姜宗来教授、齐颖新研究员（中方）担任大会共同主席。
