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期刊信息/Journal information
医用生物力学
医用生物力学

戴尅戎

双月刊

1004-7220

021-63138341－5397

200011

上海市制造局路639号

医用生物力学/CSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《医用生物力学》主要刊登交流我国学者在生物力学研究中取得的成果和部分国外专家的论文。着重刊登对科研与临床实践有指导意义的论著，同时还开辟综述、讲座、经验交流、研究简报、专题讨论等专栏。内容充实，反映了中国生物力学的研究动向和成果。
正式出版
收录年代

    疾病动物模型建模过程中伦理和福利审查

    邢凤英赵勇
    1-8页
    查看更多>>摘要：建立动物模型是研究各种相应疾病发病机制和治疗手段不可或缺的工具，其伦理和福利的审查是保证科研质量以及促进实验动物科学、合理使用的必要措施。在审查实践中发现，大部分申请者都无法准确理解伦理申请表中的各项内容及其对应的伦理原则。因此，一套切实可行的动物实验伦理操作指南十分必要。本文以口腔疾病动物模型为例，从其开展的法律、伦理基础为切入点，将建立口腔疾病动物模型的方法分为物理法、化学法、生物法、联合法，并详述不同建模方法的伦理和福利审查要点和模型评价方法。希望能帮助审查者和项目申请者更好理解并执行伦理审查的要点，最终提高动物模型标准化程度和适用性。

    疾病动物模型伦理审查动物福利模型评价

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    血管力学生物学2023年度研究进展

    邹敏文韩悦
    9-16页
    查看更多>>摘要：心血管系统是一个以心脏为中心、血管为网络的力学系统，力学因素在调控心血管系统生理状态或病理进程中起到直接且关键的作用。冠心病、高血压和脑卒中等多种心血管疾病都有着相似的病理学基础，即由于血管功能失衡及损伤修复异常引起的血管重建。因此，研究力学因素如何产生生物学效应而导致血管重建，阐明心血管力学信号转导通路和力学调控途径，对于深入了解心血管活动和疾病发生的本质及其防治有重要意义。本文以力学刺激(环境)因素和关键力学响应分子为线索，总结 2023 年度血管力学生物学的最新研究进展。研究结果为进一步探讨力学因素在心血管疾病发病机制中的作用，寻找心血管疾病诊断的标志物和潜在靶标等提供了新思路。

    心血管疾病力学生物学剪切应力周期性张应变细胞外基质

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    血管生物力学与力学生物学研究进展

    张红萍赵川榕王贵学
    17-23页
    查看更多>>摘要：血管生物力学主要探讨血管细胞如何感知力学刺激、力学如何影响疾病发生发展以及开发多种数理模型来分析力学因素对疾病的作用。近年来，血管生物力学领域的研究蓬勃发展，各科研团队从不同方向解析血管的力学生物学过程，以期深入了解血管生物力学因素影响各种血管疾病进程的调控机制，为心脑血管疾病的防治提供基于力学生物学的理论基础。本文基于国内外专家团队并结合本团队研究工作，对血管力学生物学领域近期的研究热点和新兴趋势进行总结探讨，为把握血管力学生物学领域热点和探索新的研究方向提供系统框架。

    血管生物力学力学生物学计算流体动力学血管支架动脉瘤有限元分析

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    体外反搏对典型冠状动脉疾病作用效果的集中参数建模仿真

    王碧天孙竺君王亚伟刘晗浩...
    24-31页
    查看更多>>摘要：目的 研究增强型体外反搏(enhanced external counter pulsation，EECP)疗法对典型冠脉血管病及微血管心绞痛的血流动力学影响。方法 使用集中参数建模方法，建立包含导管动脉与心肌微循环的右优势型冠脉生理模型。分别仿真单支狭窄、三支狭窄及微血管心绞痛等病理情况。建立EECP 干预模型，结合上述病理模型，仿真EECP对病理模型的血流动力学作用。结果 建立的冠脉生理模型、病理模型及EECP 干预模型仿真结果与相关文献中的实验数据相符合。EECP对 3 种病理情况都有改善冠脉血流的效果。对单支狭窄，EECP在左主干冠脉狭窄程度达到 80%～85%之后便无法使血流恢复正常水平。对三支狭窄，若 3 条分支狭窄程度有 1 支超过 90%，则无法使用EECP治疗。对微血管心绞痛，EECP有效的临界情况是充血心肌血流量>1。03 mL/(min·g)、冠状动脉血流储备>1。64。结论 建立的EECP干预冠脉血管病模型符合预期，所获仿真数据对EECP的临床操作具有一定参考价值。

    集中参数模型冠脉血管病微血管心绞痛增强型体外反搏

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    缺血性脑卒中的体外反搏血流动力学效应及治疗策略优化

    许可李鲍刘有军张丽媛...
    32-39页
    查看更多>>摘要：目的 探究增强型体外反搏(enhanced external counterpulsation，EECP)对于不同狭窄程度脑动脉的血流动力学效应。方法 建立 4 个不同狭窄程度的 0D/3D耦合几何多尺度血流动力学模型，开展不同反搏模式下的EECP数值模拟，定量计算脑动脉各血流动力学指标。其中，处于 4～7 Pa范围的狭窄下游TAWSS均值、低TAWSS危险区域百分比、高狭窄支流量被认为可抑制动脉粥样硬化的发展，形成良好的血流动力学环境。结果 对于 50%、60%、70%、80%狭窄，在反搏气囊放气时刻分别为心动周期内 0。5、0。6、0。7、0。7 s的反搏模式下，血流动力学环境最优。结论 对于 50%狭窄脑动脉，应选择放气时刻为 0。5 s的反搏模式;对于 60%狭窄脑动脉，应选择放气时刻为 0。6 s的反搏模式;对于 70%、80%狭窄脑动脉，应选择放气时刻为 0。7 s的反搏模式。随着脑动脉狭窄程度增加，应当适当延长加压时长。研究结果可为临床上对不同狭窄程度缺血性脑卒中患者EECP 治疗方案提供理论参考。

    增强型体外反搏血流动力学数值模拟壁面切应力缺血性脑卒中

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    建立基于浸入边界有限元法的三维静脉瓣流固耦合数值模型

    汪波韩阳齐楠
    40-45页
    查看更多>>摘要：目的 探究静脉内血液与瓣膜之间的流固耦合动态过程和保证血液单向回流的生理机制。方法 基于浸入边界有限元法，结合人体下肢静脉医学图像及牛大隐静脉的解剖结构和尺寸，采用超弹性本构模型描述静脉瓣膜在生理条件下不可压缩、非线性和超弹性力学响应，构建静脉血管和静脉瓣膜的三维数值模型。结果 研究结果可视化地展示静脉动态运输血液的过程以及静脉瓣膜防止反流的功能机制，再现静脉内瓣膜运动和血液流动的周期性特点，讨论和量化了整个心动周期内的重要生理数据，包括静脉内血液的压力、流速和流量以及静脉瓣膜的开口面积、静脉瓣膜表面的应力和应变分布等。结论 三维流固耦合模型可数值再现静脉内生理动态过程，为进一步揭示静脉疾病相关机制提供重要的参考和指导意义。

    流固耦合静脉瓣膜浸入边界法有限元分析三维模型

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    力调控FLNa-Ig21/αⅡbβ3-CT复合物结构稳定性的分子动力学研究

    任建芳罗毅冲吴建华方颖...
    46-54页
    查看更多>>摘要：目的 探究力对FLNa-Ig21/αⅡbβ3-CT稳定性的影响及调控机制。方法 FLNa-Ig21/αⅡbβ3-CT晶体结构取自PDB数据库。通过平衡和拉伸分子动力学模拟，分析复合物生理环境下稳定性以及力诱导的解折叠路径和力学稳定性。结果 平衡过程中，FLNa-Ig21 和αⅡbβ3-CT之间大部分盐桥和氢键的生存率小于0。5，其结合强度相对较弱;恒速度拉伸过程中，复合物可承受170～380 pN的拉力，其力学强度与力诱导的解离路径有关;在0～60 pN恒力条件下，复合物呈现"滑移键"趋势，且力的增加有利于αⅡbβ3 近膜端R995-D723 盐桥的解离和整合素的活化。结论 力诱导的αⅡbβ3-CT近膜端异构可增强复合物的力学强度和解离时间的后移;突破 20 pN阈值后，力正向调控整合素的活化。研究结果为深入揭示整合素αⅡbβ3 活化的分子机制及相关靶向药物开发提供参考。

    血小板整合素分子动力学模拟解折叠路径力学强度力学调控机制

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    脑组织压缩力学性能和本构模型

    蔡志华刘春平常利军
    55-61页
    查看更多>>摘要：目的 研究脑组织在不同应变率下的压缩力学性能和本构模型。方法 使用电子万能试验机对猪脑组织白质和灰质开展准静态压缩和中速压缩试验，获得脑组织不同应变率下的应力-应变曲线。采用Ogden本构模型对试验曲线进行拟合，确定本构模型参数，并在有限元软件中进行仿真验证。结果 脑组织应力-应变曲线呈现非线性特征，具有较强的应变率相关性和敏感性。压缩至0。6 应变时，在5×10-4～5×10-2 s-1 应变率下，白质和灰质的应力分别增加 102%和 129%，在 1～1。5 s-1 应变率下则分别增加 50。7%和 54。6%;1。5 s-1 应变率下白质、灰质应力比5×10-4 s-1 应变率下分别增加 347%、413%。Ogden模型拟合下的R2>0。99，仿真结果与试验结果误差在 15%以内，验证了模型的有效性。结论 研究结果有助于实现对脑组织变形的预测，为建立更加科学合理的人体模拟靶标以及在设计和改进颅脑防护装备上提供准确的理论依据。

    脑组织压缩性能Ogden本构模型数值仿真

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    不同跑步速度对大鼠股骨皮质骨组织失效应变的影响

    范若寻王伟军贾政斌
    62-68页
    查看更多>>摘要：目的 预测皮质骨组织失效应变，探究不同跑步速度对大鼠股骨皮质骨力学性能的影响。方法 设定皮质骨材料失效应变阈值，针对大鼠股骨有限元模型进行三点弯曲下的断裂模拟，将每次预测所得载荷-位移曲线与同一样本实验曲线进行比较拟合，以此反演预测组织失效应变。结果 皮质骨组织失效应变在不同跑步速度下存在显著差异，说明不同跑步速度对皮质骨结构微观力学性能产生一定影响。其中组织失效应变在以 12 m/min速度跑步中最大，在以 20 m/min速度跑步中最小。结论 通过观测组织失效应变变化趋势，并结合皮质骨结构的宏观断裂载荷与纳观组织弹性模量变化趋势，探讨不同跑步速度对皮质骨结构力学性能的综合影响，并找到有利于提升皮质骨力学性能的跑步速度，为通过跑步锻炼提高骨强度提供理论依据。

    皮质骨跑步速度三点弯曲断裂组织失效应变

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    不同胞元结构多孔钛合金支架的力学性能

    孙梦超罗洋刘婕高丽兰...
    69-75页
    查看更多>>摘要：目的 研究不同胞元结构对多孔钛合金支架静态力学性能和动态力学性能的影响，为临床下颌骨缺损修复支架的应用提供力学理论基础。方法 采用 3D打印技术制造钻石胞元、立方体胞元和截面立方体胞元结构的多孔钛合金支架，开展支架单轴压缩试验和压缩棘轮疲劳试验，分析不同胞元结构支架的静态和动态力学性能。结果 钻石胞元、截面立方体胞元、立方体胞元支架的弹性模量分别为 1。17、0。566、0。322 GPa，屈服强度分别为71。8、65。1、31。8 MPa。棘轮应变达到稳定阶段后，截面立方体胞元结构、钻石胞元结构、立方体胞元结构支架的棘轮应变分别为 3。3%、4。0%、4。5%。棘轮应变随平均应力、应力幅值和峰值保持时间的增加而增加，随加载速率的增加而减小。结论 静态力学性能的评估结果为钻石胞元支架最优，截面立方体胞元支架次之，立方体胞元支架最差;动态力学性能评估结果为截面立方体胞元支架最优，钻石胞元支架次之，立方体胞元支架最差。研究结果为临床下颌骨缺损修复支架的构建提供新思路，也为该支架技术的进一步临床应用提供实验依据。

    多孔钛合金支架胞元结构静态力学性能动态力学性能3D打印

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