心血管力学生物学研究的新进展

力学生物学研究力学环境对生物体健康、疾病或损伤的影响,研究生物体的力学信号感受和响应机制,阐明机体的力学过程与生物学过程如生长、重建、适应性变化和修复等之间的相互关系,从而发展有疗效的或有诊断意义的新技术。本刊报道了国内心血管力学生物学研究的一些新进展。心血管力学生物学探讨血管的“应力-生长”关系,阐明力学因素如何产生生物学效应而导致血管重建;基于心血管系统建模与定量分析,建立精确规范的心血管功能新的无创检测和分析技术。这些研究不仅对于揭示正常血液循环的生物力学机理,认识血管生长、衰老的自然规律,而且对于阐明血管疾病的发病机理以及提供诊断、治疗的一些基本原理包括心血管新型药物和新技术的研发都将有重要的理论和实际意义。     

心血管生物力学与力学生物学2022年研究进展

心血管系统对整个生物体起着至关重要的作用。它执行许多重要功能,如为器官和组织提供营养、激素、向细胞输送氧气和维持生理温度。长期以来,准确识别机体血管壁的体内非线性、各向异性的力学特性一直被认为是心血管生物力学领域的关键挑战之一,因为这些特性是整个心脏功能的关键决定因素。目前,机械力和组织力学特性在动脉瘤、动脉粥样硬化等心血管疾病中的作用仍然是基础与临床研究的热点。本综述总结了2022年心血管生物力学与力学生物学领域的最新研究进展。在心血管生物力学方面,研究者关注心血管系统的结构、功能和病理生理学,并利用力学模型等方法来研究这些问题;主要包括动脉粥样硬化、动脉瘤和心肌梗死等疾病的生物力学特性研究,以及基于心血管系统动力学的治疗方法的开发和测试。在力学生物学方面,研究者探索了心血管细胞的力学特性和细胞外基质力学特性等;主要包括基于机器学习的细胞力学性质预测、生物材料力学性能研究以及力学特性在心血管细胞表型变化中的作用。这些研究成果为心血管疾病的诊断和治疗提供新的思路和方法,并为生物力学和力学生物学领域的研究提供新的启示。     

我国生物力学研究现状与展望

生物力学是研究生命体运动和变形的学科,通过生物学与力学原理方法的有机结合,认识生命过程的规律,解决生命与健康领域的科学问题。生物力学研究领域最新的主要进展和发展趋势是力学生物学和生物力学建模分析及其临床应用。文中介绍了我国生物力学研究在心血管力学生物学、分子生物力学、骨关节与软组织生物力学、临床医学和康复工程生物力学,以及生物力学在空间生命科学、生物材料、体育运动和生物医学技术中应用与交叉等领域所取得的具有国际水平的新成果。这些研究不仅对于揭示正常机体生长、发育和衰老的机理和自然规律,而且对于阐明机体疾病的发病机理以及提供诊断和治疗的一些基本原理,包括新型药物和新技术的研发,都将有重要的理论和实际意义。展望我国生物力学学科发展,应进一步加强学科交叉融合与交叉创新能力,在解决关键科学问题,明确力学因素在疾病发生发展中作用的同时,要致力于发展相关的新技术新方法,紧密联系临床防病治病,在提出具有生物力学特色的新思路上有所作为,为人类健康事业做出应有的贡献。     

对细胞与分子生物力学中一些挑战性问题的思考

细胞与分子生物力学是生物力学的前沿领域,也是力学与生命科学的前沿交叉领域,其基础性和复杂性对生物力学的研究提出了很多挑战性的问题。本文将围绕细胞的力学性质及模型,力学与化学的耦合问题,以及多尺度的力学建模等几个问题进行简要论述和思考,同时对本专栏中的论文进行了简要的介绍和评述,以期引起生物力学工作者以及广大力学工作者的兴趣和共鸣。     

2016~2018年我国生物力学研究进展

生物力学已成为生物医学工程研究最活跃的领域之一。近年来,我国生物力学在细胞分子层次机制研究、基于生物力学理论和方法发展有疗效或有诊断意义的新概念和新技术方面取得了显著进展,有效地促进了生物医学基础与临床和人类健康与疾病相关领域的研究。着重介绍近3年（2016~2018年）我国在心血管生物力学、骨肌系统生物力学、器官生物力学、细胞分子生物力学与力学生物学等方面所取得的进展情况。     

心脏瓣膜生物力学及相关建模方式的研究进展

心脏瓣膜生物力学是一个快速发展的、高度临床相关的研究领域。研究表明大多数瓣膜病变是由于瓣膜生物力学改变导致的，因此了解心脏瓣膜与其局部力学环境之间的相互作用对于了解正常瓣膜功能和阐明瓣膜疾病进展至关重要。然而研究这些病变的技术在很大程度上受到了限制，其中缺乏良好的瓣膜力学相互作用模型是限制该领域研究深入开展的主要瓶颈之一。随着数值计算模型、体外模型和动物模型建模技术的飞速发展，心脏瓣膜相关的生物力学和介入治疗研究取得了重大进展。本文对心脏瓣膜的生物学和生物力学及相关模型进行综述，旨在使用跨学科方法加强临床心血管医生对心脏瓣膜疾病的理解。     

生物力学研究前沿系列

正总主编姜宗来樊瑜波上海交通大学出版社出版生物力学是一个生物学、力学和医学深度交叉融合的学科领域,也是生物医学工程学科的重要组成学科,在人民健康事业中发挥了巨大的作用。"生物力学研究前沿系列"丛书立足世界科技发展前沿,旨在总结和展示近十多年来我国生物力学学科相关研究领域取得的新成果,内容涵盖了生物力学建模仿真与应用、血管力学生物学、细胞分子生物力学、组织修     

《医用生物力学》2006年第21卷总目录

述评医用生物力学参数的数字化与数字医学.....................................................................................钟世镇(169)中国力学虚拟人.............................................................................................................................王成焘(172)心血管力学生物学研究的新进展.................................................................................................姜宗来(251)专栏论著力学环境影响下肿瘤内外血管生成的数值模拟................................…     

《医用生物力学》杂志征稿、征订启事

<正>《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     

《医用生物力学》杂志征稿启事

<正>《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     

血管生物力学与力学生物学研究进展

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。     

口腔生物力学2022年研究进展

从生物力学到力学生物学、再到力学学科与生命和医学前沿交叉领域的力医学，生物力学有力地推动着生物医学工程领域的发展，在现代疾病诊疗中扮演着举足轻重的角色。同样的，研究口腔生物力学有助于突破研究瓶颈和解决口腔临床难点问题。本文结合2022年口腔生物力学领域的最新进展，着重从口颌系统主要的力学器官及其相关的力医学两个部分探讨生物力学在口腔领域的发展和应用情况，并特别关注力学生物学调控和力治疗，探讨口腔生物力学的发展方向，以期助力口腔临床医学与口腔生物力学结合成果的转化与应用。     

航空生物力学

飞行员在飞行中会面临各种复杂载荷,这些复杂载荷会给飞行员肌骨、血液循环等系统产生复杂生理影响,从而导致飞行员损伤。生物力学主要研究生物医学中的力学问题及力的生物学效应。航空生物力学是研究人体在航空动力环境中生理变化规律及其防护措施的学科,其主要研究内容包括:冲击载荷对人体的损伤及其防护;持续性载荷对人体的生理影响及其防护或对抗;振动与噪声对人体的生理影响及其防护等。     

力-血管蛋白质组学研究进展

力学因素调控血管生理性稳态和病理性重建的机制是力学生物学中应力-生长研究的重要内容,迄今尚未完全阐明。蛋白质组学这一高通量、系统性的新技术在血管力学生物学领域的应用,将生物力学、蛋白质组学、生物信息学与分子生物学相关研究理念和研究技术相结合,能够为心血管疾病发病机理研究和血管重建药物治疗靶向的寻找提供一个全新的力学生物学视角,也体现了学科交叉融合的创新特色和科学价值。近年来,上海交通大学力学生物学研究所遵循"力学生物学实验发现现象-生物信息学分析-生物学实验验证结论"开展了多学科相结合的系统性研究,建立了可能的血管细胞内机械应力信号传导网络。此外,基于力-血管蛋白质组学研究,揭示了60多种新的、可能参与了机械应力细胞内信号传导过程的信号分子,并深入探讨部分分子在应力调控血管细胞功能中的作用及分子机制。在研究所工作的基础上,综述了近年来力-血管蛋白质组学相关研究进展。力-血管蛋白质组学的研究工作有望为高血压、动脉粥样硬化等心血管疾病血管重建病理机制揭示、临床治疗潜在靶点寻找提供重要的力学生物学实验依据。     

眼力学研究进展

眼生物力学已在高度近视眼及眼球运动障碍的诊疗上得到应用,并且在青光眼与眼外伤的发生与发展等研究上取得了进展。本文从眼球的运动建模、角膜与巩膜的力学性质及其力学生物力学研究、青光眼的生物力学研究、眼外伤的发生机制研究等方面综述近年来眼力学的研究进展。     

有限元分析法在口腔生物力学领域的应用

在口腔医学中存在着大量的生物力学问题,有限元法是对人体的力学行为进行数值模拟的一种有效工具,其在口腔生物力学中的应用越来越广泛。本文综述了有限元法在解决口腔生物力学问题中的研究进展,包括口腔正畸、口腔修复、口腔种植、口腔颌面外科等领域的力学性能评价。有限元法为研究口腔医学中的有关基础性问题、解决口腔医学中的临床实际问题、发展口腔临床技术手段提供了力学基础,为进一步研究口腔疾病治疗方法提供参考和借鉴。指出了有限元法在口腔生物力学中应用的不足以及三维模型重建和分析中需进一步改进和研究的问题。     

血管细胞在体力学微环境简析

在脉搏血压和血流作用下血管承受的弹性应力、黏性剪切应力以及管壁基质的力学特性构成血管细胞的在体力学微环境,这些力学刺激参与调控管壁细胞的生物学响应,诱导血管组织的重建和病变。虽然目前有大量关于血管力学生物学的实验研究,但是体外实验中施加的力学刺激与血管生理和病理条件的定量相关性仍缺乏必要的讨论。总结血管细胞在体力学微环境的量化评估方法,聚焦生理位置和老化对管壁力学行为的影响。探讨细胞力学微环境的生理和病理特性,以及对当前血管力学生物学研究的启示。     

基于ABAQUS的升主动脉置换术术后血流数值模拟

目的:为研究人工升主动脉置换术治疗Stanford A型主动脉夹层后的血流动力学规律,采集临床CT图像,构建术后个性化主动脉流场几何模型。基于计算流体动力学对其进行数值模拟,得到术后流域壁面压力分布和流速分布两个力学指标,从而分析术后流域规律。方法:采集术后CT图像DICOM文件并应用影像后处理软件MIMICS进行三维重构及优化获得几何模型,再将该流域模型导入网格划分软件进行CFD网格划分,最后将网格文件导入ABAQUS/CFD模块进行多周期瞬态模拟。结果:通过模拟计算,得到术后主动脉在心动周期不同时刻的血流动力学参数。结论:血流动力学参数与边界条件密切相关。主动脉内复杂流场环境与心血管疾病存在一定联系。数值模拟可为人工血管置换术后病情发展提供参考。