关于生物固体力学

本文综述了20年来生物固体力学的研究与发展,包括肌肉骨骼系统,创伤,感觉系统,视觉系统,泌尿和生殖系统的生物力学。本文是应国家自然科学基金委员会生命科学部要求撰写的。     

基于Mimics和Ansys的人体膝关节生物力学分析

针对二维断层扫描图片存在不便于进行病理分析的问题,综合Mimics和Ansys这两种软件各自的优点,通过对原始CT断层图像数据(*.dicom)进行处理,阐述应用这两种软件进行生物力学有限元分析的主要过程。以人体膝关节为研究对象,基于Mimics和Ansys软件,利用CT断层图像重建膝关节三维模型,仿真分析人体膝关节在承受压力和摩擦力时的应力、位移应变等情况,运用多种方式对加载分析的结果进行处理,为临床研究膝关节疾病的预防和治疗提供相关参考对人工假体的设计具有一定的指导意义。     

一个椎间盘黏弹生物力学模型

椎间盘生物力学模型的研究,由于在临床医学中的重要应用价值而受到了广泛的重视,也是生物力学研究领域中最具挑战性的课题之一.2009年,根据椎间盘的解剖结构及生理特征,曾建立了一个椎间盘横观各向同性复合材料弹性模型,由于椎间盘髓核是流固二相体,因此该模型存在一定的缺陷.为了弥补这种缺陷,也为了使模型更加接近真实,应用弹性力学和渗流力学理论,在以前模型的基础上,建立一个人体椎间盘黏弹模型.结果表明新建的黏弹模型与以前的弹性模型以及相关文献等均具有良好的吻合度,从而证明了新建模型的有效性.新建模型可以合理计算椎间盘在不同体位下的受力和位移等,为临床医学提供最直接的指导和服务.     

新型钩钢板在单足站立位下的生物力学研究

目的设计并研制针对髋臼方区骨折的钩钢板,与重建钢板对比进行单足站立位的生物力学实验。方法取成年防腐尸体5具。将同一骨盆的左右侧按随机数字表法分为实验组和对照组(每组5例),以期消除不同髋臼样本之间的外在影响因素。对标本造成相同的髋臼"T"型骨折,分别在同一标本两侧的髋臼四方区处给予髋臼方区钩钢板内固定(实验组)与重建钢板(3.5mm)+后柱螺钉内固定(对照组),进行生物力学实验,比较两类钢板在相同类型骨折固定中的生物力学稳定性。结果在200、400、500N载荷下实验组骨折端的最大位移与对照组比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论髋臼方区钩钢板能满足髋臼方区骨折内固定的稳定性要求,其力学性能安全、优越、可靠。与普通的前柱重建钢板+后柱拉力螺钉结构相比,其坚固及稳定性无明显差异。     

漫话冰鞋的发展

滑冰是一项有趣的体育活动。每逢冬天来到，许多河湖都会封冻，给人们带来了冰上运动的乐趣。尽管现在许多地方有室内冰场，但是滑天然冰则有其特有的乐趣。因为滑冰运动的起源就是从野冰上开始的。据说人类开始在冰上滑行或嬉戏要追溯到青铜器时代。大约3000年前，人们就开始利用滑冰来帮助更广泛地四处行走或迁徙活动。事实证明，在整个运动周期中是利用人体肌肉的生物力学特性的优势，而不是仅仅是在滑行期间，滑冰是极为有效的。     

个性化汽车坐垫性能的有限元分析与测试

基于逆向工程技术,得到了臀部及个性化汽车坐垫的真实几何轮廓;基于生物力学原理,建立了臀部坐垫接触的有限元分析模型;在有限元模拟软件ANSYS上对个性化汽车坐垫进行了人机工程学的有限元模拟.模拟得到了臀部盆骨、软组织及坐垫的变形及应力应变分布.通过与普通平坐垫对比,分析了个性化汽车坐垫预防压疮的机理.坐垫压力测试机上进行的测试表明模拟结果与实际测量结果具有较好的一致性.有限元模拟及测试结果可以为汽车坐垫设计及其参数优化提供依据.     

人体中下颈椎应力松弛实验研究

本文报道了人中下颈椎进行应力松弛的实验研究的结果，得出人颈椎应力和时间相关的不同效应，还得出了应力松弛曲线和数据，这为防治颈椎病及计算机模拟人体颈椎的活动提供科学依据。     

自制颈椎翼型钛网的生物力学评价

目的对自行研制的中下颈椎前路内固定装置——新型翼型钛网进行生物力学测试,评价其生物力学稳定性,为产品初步临床应用提供理论依据。方法取25具新鲜青年男性尸体颈椎标本,制成5种状态脊柱功能单位(FSU)的试验模型:正常颈椎组、失稳颈椎模型组、髂骨植骨组、钢板+髂骨植骨组和新型翼形钛网组,每组5具标本。利用脊柱三维运动分析系统依次测定各组在不同运动状态下颈椎节段(C4-6)运动范围(ROM)变化,进行统计分析,比较新型翼形钛网组与单纯髂骨组、钢板+髂骨组对失稳颈椎的稳定作用。结果生物力学测试表明,新型翼形钛网内固定系统可以对失稳颈椎提供有效的稳定作用,与失稳颈椎节段的运动范围比较差异有显著性(P<0.01),其抗前屈和抗后伸功能超过正常颈椎(P<0.05),而其抗旋转抗扭曲功能与钢板系统存在一定差距(P<0.05)。结论新型翼形钛网内固定系统具有较好的生物力学稳定性,可以对中下颈椎前路减压融合提供有效的稳定作用。     

《生物医学工程研究》征订启事

《生物医学工程研究》(CN—1413/R),是中国科技核心期刊。本刊立足于生物医学工程研究前沿,主要栏目有:论著、科研简讯、新技术与新方法、专题讲座、新产品评价等。主要刊登人工器官、生物材料、生物力学、组织     

安全气囊对汽车乘员碰撞损伤防护的研究

概述国内外安全气囊的开发和应用过程中所开展的研究工作。论述的重点包括事故分析 ,与安全气囊相关的损伤 ,损伤生物力学 ,安全气囊防护有效性的评估方法以及新型安全气囊的研究动态和发展趋势。