6 岁儿童下肢长骨有限元模型验证及参数研究

研究在动态载荷下6岁儿童下肢长骨的损伤极限。分别对股骨、胫骨的有限元模型进行动态三点弯曲仿真试验,并通过有限元模型仿真试验与尸体试验结果的对比,探究相关参数对6岁儿童下肢长骨骨折的影响。仿真试验所得冲击块的撞击力 位移曲线走势与尸体试验的结果基本吻合,验证了该模型的有效性。股骨和胫骨失效时的撞击力分别为2.52和1.96 kN,位移分别为11.88和23.49 mm。与成人相比,儿童骨骼的弹性模量略低,并且骨骼韧性较好,使得撞击时发生骨折的风险相对降低。本研究为儿童下肢损伤机理及防护措施的研究提供了科学的基础数据。     

国人第 5 百分位女性行人下肢生物力学计算模型开发及应用

目的 预测与评估行人-汽车碰撞中小身材女性行人下肢的生物力学响应及损伤机制。 方法 基于符合国 人第 5 百分位女性特征的志愿者 CT 影像数据,重构具有详细解剖学结构的下肢几何模型,进行表面处理和网格化 后,构建下肢有限元计算模型。 重构动态三点弯曲尸体试验以及高速载荷下膝关节横向弯曲和剪切尸体试验,对 模型进行有效性验证。 应用该模型参照 Euro NCAP 技术公告 TB024 设置 4 组行人下肢-汽车碰撞仿真试验,探究 第 5 百分位女性行人下肢损伤机制。 结果 通过对比仿真试验与尸体试验结果,验证该模型具有较高的生物仿真 度。 在 4 种不同车型仿真试验结果中,SUV 车型对下肢损伤最轻。 小身材女性下肢股骨最易发生骨折,长骨最先 骨折,使得膝关节韧带未见损伤。 结论 本文所建下肢有限元模型作为国人第 5 百分位整人模型开发的一个重 要组成部分,为模型研发奠定基础。 研究结果对小身材女性行人损伤机制研究和行人保护装置研发有重要的应 用价值。     

6岁儿童胸部有限元模型的构建及验证

基于6岁儿童胸部CT图像,采用阈值分割方法,提取肋骨、肋软骨、胸骨、肺和心脏等组织的几何模型,利用逆向工程软件划分曲面片,导入Truegrid和Hypermesh中进行网格划分,建立胸部有限元模型,并利用Kroell尸体试验的缩放结果验证模型有效性。结果表明,碰撞速度为4.3 m/s时,撞击力随着位移的增大而增大,在位移为12.02 mm时撞击力达到最大值579.90 N,然后随着位移的增大而减小;碰撞速度为6.7 m/s时,撞击力在位移为16.75 mm时达到最大值980.35 N。模型撞击力-位移曲线变化趋势与实验结果基本吻合,验证了该模型的有效性。该模型为儿童胸部模型损伤机理的研究提供可靠的基础数据,同时可应用于儿童乘员损伤防护装置的开发和应用。     

人体小腿受冲击载荷作用时的生物动力响应

建立了人体下肢大腿固定而小腿在矢状面内运动时的生物动力模型,并对这类数学模型的求解,发展了一种有效且易于使用的解法技术。作为应用,计算了当小腿在胫骨质量中心遭受载荷时,刷此而引起的膝关节啼合接触力,膝关节处的４个主要韧带所承受的张力以及膝关节股骨与股骨咬合时的接触点的位置,小腿前后屈伸位移和运动轨迹等。     

中国50~(th)人体小腿有限元模型多工况优化建模方法

人体下肢是交通事故中最易受伤的部位之一,下肢有限元模型则成为研究下肢损伤机理和防护方法的重要工具,而要保证模型生物逼真度则需开展多工况全面验证。人体模型验证所需的生物力学试验数据由于样本尺寸、材料等多样性造成力学响应存在差异,难于用一个模型同时满足多个试验数据。中国人体与欧美人体在几何尺寸上的差异会造成生物力学响应的不同,因此有必要开发中国人体的有限元模型。通过CT、MRI扫描建立小腿几何模型,利用由胫骨关键尺寸确定的缩放系数,将小腿几何模型缩放至中国50百分位人体小腿。同样采用缩放方法,将生物力学试验数据缩放至小腿尺寸所对应的生物力学响应数据,以解决试验样本几何差异的影响。以胫骨和腓骨的弹性模量、应力-应变曲线、失效应变以及肉体体积模量为设计变量,采用优化方法,同时拟合胫骨和腓骨在准静态、动态载荷下不同加载位置的生物力学响应,以及小腿动态载荷下不同加载位置的生物力学响应,解决试验样本多样性造成的模型验证难题。当胫骨和腓骨皮质骨弹性模量分别取18.43和18.23 GPa、失效应变分别取1.2%和0.8%、小腿肉体体积模量取11.33 MPa时,所建小腿模型能够较好地同时满足多组试验中样本的生物力学响应,表明基于优化的多工况人体模型验证方法能够使有限元模型获得较好的生物逼真度。     

膝关节三维有限元模型建立和验证及模拟后交叉韧带重建术

目的建立健康成年人膝关节三维有限元模型并进行验证,在此基础上建立模拟后交叉韧带单束重建术的股骨、胫骨隧道和移植物模型,为进一步分析奠定基础。方法以MRI作为数据源,运用医学制图软件Mimics,逆向工程软件Geomagic studio、Solidworks及有限元分析软件Abaqus,参考大量有关实验的文献报道,建立所需三维有限元模型。验证模型:模拟膝关节在屈曲0°情况下,对股骨施加后向134 N集中力,得出胫骨股骨相对位移及主要韧带受力分布与已报道文献进行比较;模拟膝关节屈曲0°情况下,加载垂直方向395 N集中力(单腿站立时下肢受力),得出软骨及半月板von Mises应力并与已报道文献进行比较。结果建立的膝关节三维有限元模型包括股骨下段、胫腓骨上段、髌骨、股骨软骨、胫骨软骨、髌骨软骨、髌韧带、内外侧半月板、前后交叉韧带、内外侧副韧带,几何形状良好。模型验证:股骨相对胫骨前后、远近及内外方向上位移分别为4.52 mm、0.35 mm和1.12 mm,此时韧带应力主要分布在前交叉韧带股骨附着处和体部且股骨附着处最大,与类似实验报道结果一致,且与临床结论前交叉韧带主要限制胫骨前移、在股骨附着处易发生断裂一致;半月板承担主要应力且内侧大于外侧,主要分布在内缘,最大应力值为1.65 MPa,其次胫骨软骨最大应力为1.05 MPa,股骨软骨应力最小,主要受力部位在内侧,为0.78 MPa;与已报道文献及尸体解剖力学实验结果一致,验证了该模型的有效性,在此基础上模拟建立后交叉韧带单束解剖重建股骨、胫骨隧道和移植物模型,基本可以满足有限元分析的需要。结论采用MRI图像建立膝关节三维有限元模型切实可靠,能很好地模拟膝关节解剖结构及后交叉韧带重建术中的股骨、胫骨隧道并满足生物力学的研究。     

基于CT和MRI膝关节有限元模型建立与不同载荷下生物力学特性分析

基于CT和MRI图像数据建立膝关节有限元模型,采用六面体网格对不同载荷系统下人体膝关节生物力学特性进行研究,并进行有效性验证。建立膝关节有限元模型包括:股骨、胫骨、髌骨、腓骨、股骨软骨、胫骨软骨、腓骨软骨、半月板、前后交叉韧带、内外侧副韧带、髌韧带和股四头肌腱等。对膝关节施加1 kN轴向压缩载荷、134 N后向抽屉力和5、10、15 N[?m内翻力矩和外翻力矩,分析膝关节内软骨和半月板的接触应力和接触面积,股骨内外翻倾角以及位移变化情况。在1 kN压缩载荷和134 N抽屉力作用下,股骨软骨、内外侧半月板和内外侧胫骨软骨的接触应力峰值分别为4.47、3.25、2.83、2.70、2.53 MPa,Von Mises应力峰值分别为2.22、2.44、2.25、2.07、1.64 MPa。股骨相对胫骨前向位移为4.19 mm。施加5、10、15 N[?m内翻和外翻力矩时,股骨内翻和外翻倾角分别为3.49°、4.48°、4.91°和3.22°、3.62°、4.01°。随着力矩的线性增大,膝关节各组成部分的应力呈非线性变化趋势。膝关节软骨、半月板和韧带的研究结果符合其生物力学特性,与前人数值分析和实验研究结果相一致,可为临床膝关节生理病理分析和治疗提供一定的理论依据。     

人体膝关节有限元动力学分析模型的建立与验证

根据乘员碰撞事故中人体膝关节的生物力学响应特性,应用有限元(FE)方法和碰撞模拟技术,构建了一个人体膝关节模型。模型按人体解剖学结构构建,由股骨内、外侧髁,胫骨内、外侧髁,腓骨小头、髌骨、软骨、半月板以及主要韧带构成。通过比较模型仿真和尸体碰撞实验在轴向载荷条件下膝关节受刚性碰撞的响应结果,验证了模型的有效性。该模型为研究人体膝关节损伤机理提供了可靠的基础数据,并可应用于乘员损伤防护装置的设计和开发。     

模拟舰船冲击对人体下肢骨骼轴向压缩损伤特性研究

目的非接触性水下爆炸在极短的时间内产生巨大的加速度，引起舰船装备的破坏和人员严重损伤，尤其是人员下肢骨骼极易受到冲击损伤，严重影响舰船战斗力。材料与方法为了研究舰船冲击运动对人体下肢主要骨骼的损伤，采用12具新鲜的下股骨骼（包括股骨、胫骨、距骨、腓骨、跟骨）人体尸体标本，模拟舰船冲击运动的特性，在冲击机上进行静态和动态压缩测试实验。结果获取人体下股骨骼在静态和动态载荷作用下的压缩特性，如破坏载荷、压缩变形等，并对数据进行分析计算，得到下肢骨骼过载加速度估算值、骨骼损伤特点、动荷系数等参数，提出现有的下肢骨骼的冲击损伤耐受性及标准。结论在人体下肢骨骼中，跟骨和股骨的破坏载荷应是最低的，其动态抗压性能也较差，这与舰船冲击伤以跟骨及股骨损伤发生率较高的实际情况相符合。     

基于汽车碰撞损伤的人体胸部有限元模型构建与验证

目的利用胸部有限元模型预测与评估碰撞载荷下胸部生物力响应与损伤机理。方法利用CT和MRI图像数据对胸部骨骼与内部软组织进行几何重建,并划分网格。模型的生物组织材料参数与材料本构模型基于文献尸体实验与组织材料实验。结果对模型进行前碰撞与侧碰撞仿真实验验证,结果表明胸部接触力、胸部位移量、力与位移曲线与尸体实验吻合较好,并利用胸部位移量、黏性准则对仿真过程进行损伤评估。结论模型可满足汽车碰撞安全中胸部损伤机理与防护及医学胸部钝器损伤的仿真研究需要。     

西咪替丁对小鼠中孕妊娠影响的实验研究

目的 :初步研究西咪替丁对中孕妊娠的影响。方法 :用昆明种小鼠 ,在妊娠第 9～ 1 2天分别连续灌胃给予西咪替丁 80mg·kg 1,1 60mg·kg 1,3 2 0mg·kg 1,640mg·kg 1,于妊娠第 1 6天解剖记录活胎数 ,吸收胎死胎数。结果 :西咪替丁 1 60mg·kg 1,3 2 0mg·kg 1,640mg·kg 1剂量对小鼠的妊娠抑制率分别为 1 0 % ,45 % ( p <0 .0 0 5 ) ,65 % ( p <0 .0 0 5 )。 结论 :西咪替丁具有一定的终止中孕妊娠作用。     

酵母细胞表面展示的hDAF对补体在酵母细胞表面沉积的抑制作用

目的 :研究酿酒酵母细胞表面展示的人衰变加速因子 (hDAF) ,是否具有天然衰变加速因子的补体抑制活性。方法 :先用正常人血清处理酵母细胞EBY10 0 ,然后用流式细胞仪检测酵母细胞表面C5b 9复合物的沉积和hDAF在酵母细胞表面的表达。结果 :酵母细胞EBY10 0可直接活化人血清中的补体成分 ,导致酵母细胞表面C5b 9的沉积 ;而表达DAF的酵母细胞表面C5b 9的沉积明显减少。结论 :酵母细胞表面展示的DAF可正确折叠 ,并表现出DAF分子的补体抑制活性     

Studies on the Effect of Starvation on Mycobacteria

Ten cultures of Mycobacterium tuberculosis, one of Mycobacterium kansasii (nonsignificant), and one of Mycobacterium phlei were submitted to starvation. As a result they lost first their acid fastness and then all other staining affinities but, in this chromophobic state, they survived for at least 2 years and, after that time, produced cultures of acid-fast bacilli when transferred onto nutrient media. Chromophobic tubercle bacilli similar to those produced experimentally had previously been demonstrated in caseous lesions of lungs surgically removed from patients under chemotherapy. Since it has been shown that experimentally produced chromophobic bacilli can recover their original biological properties, the opinion is warranted that, under suitable conditions, those in the lung could also become reactivated and cause a relapse of the disease.     

Experimental data on the effect of alcohol on fertilization

The effect of alcohol poisoning on fertilization and on the early stages of embryonic development was studied in experiments on golden hamsters. Abnormalities in the early development of the embryos arise during chronic alcohol poisoning. Poisoning with a single dose of alcohol, especially in the period of estrus and mating, leads to disturbances of fertilization and an increase in polyspermia. An experimental model is suggested for the detection and study of disturbances of fertilization and the effects not only of alcohol but also of other substances and preparations on it.Department of Histology, Crimean Medical Institute. (Presented by Academician of the Academy of Medical Sciences of the USSR A. P. Avtsyn.) Translated from Byulleten' Éksperimental'noi Biologii i Meditsiny, Vol. 79, No. 5, pp. 106–107, May, 1975.     

磁场对红细胞变形性影响的研究

将兔血置于０．２～１．０Ｔ范围内不同强度的恒定磁场中照射后，用激光衍射法测量红细胞的变形指数ＤＩ及积分变形指数ＩＤＩ。实验结果表明，在０．２Ｔ磁场中照射３０分钟可使红细胞的ＤＩ及ＩＤＩ明显增加，即在这一条件下磁场可改善红细胞的变形性。而磁场强度增加或照射时间延长都不利于红细胞变形能力的改善。     

夫妻冲突对子女情绪影响的研究

目的探讨夫妻冲突对子女抑郁、焦虑情绪的影响,为相关心理干预提供参考。方法采用父母冲突儿童知觉问卷(CPIC)、自编初中生认知情绪调节策略问卷、流调中心抑郁量表(CES-D)及焦虑自评量表(SAS)对635名初中生进行问卷调查。结果夫妻冲突能够有效预测抑郁、焦虑(t=7.883,5.505;P<0.001),在理性思考和积极重新关注进入方程后,预测系数降低但仍然显著;通过构建结构方程模型进一步验证了认知情绪调节策略在夫妻冲突与抑郁、焦虑之间起部分中介作用。结论夫妻冲突对子女的情绪既有直接的作用,又有通过认知情绪调节策略而间接产生的影响。     

壳聚糖延缓衰老作用的实验研究

为探讨壳聚糖在延缓衰老功能方面的作用 ,以OregonK黑腹果蝇 (Drosophilamelanogaster)和 2 0月龄SD雄性大鼠为研究对象 ,观察壳聚糖对果蝇生存时间及对大鼠血清中SOD活性、MDA含量的影响 .结果发现 ,雌雄果蝇各剂量组的最高寿命天数均明显增高 (p <0 .0 1) ,雌性果蝇 0 .0 15 %、0 .0 4 5 %、0 .135 %剂量组平均寿命天数较对照组延长 (p<0 .0 5 ) ,且半数死亡时间分别比对照组延长 2天、8天和 18天 .SD大鼠血清中SOD活性升高 ,MDA含量下降 (p<0 .0 5 ) .壳聚糖具有延缓衰老功能 ,且作用机理与其能减少机体内氧自由基水平有关 .     

紫杉醇对小鼠T细胞的影响

为研究抗癌药紫杉醇(PTX)对T细胞行为的影响及其分子机制,利用流式细胞术分析多克隆刺激剂ConA刺激下T细胞行为:羧基荧光素乙酰乙酸琥珀酰亚胺酯(CFSE)标记技术分析T细胞增殖相关指数;碘化丙锭染色分析细胞周期分布;AnnexinV-PI染色检测T细胞凋亡;荧光标记的单克隆抗体染色检测T细胞活化表达CD25的百分率。结果显示.PTX对ConA刺激下小鼠T细胞增殖具有明显的抑制作用,且呈剂量依赖性。该浓度范围PTX阻滞T细胞于G2/M期,诱导凋亡及抑制CD25表达。25nmol/L的PTX与10nmol/L的环孢素A(CsA)具有明显的协同抑制效应。以上结果表明PTX可明显抑制多克隆刺激剂ConA诱导的T细胞体外增殖,是G2/M期阻滞、凋亡诱导和CD25表达抑制等多种机制共同作用的结果。     

钛基植入体用生物陶瓷涂层研究进展

本文总结了现有的钛合金植入体用生物陶瓷涂层材料和涂层制备方法。并针对生物陶瓷涂层在制备过程和临床应用中存在的界面结合强度以及化学稳定性差的问题,阐述了可行的解决方案,包括梯度涂层、复合涂层、掺杂改性和参数改进等。