慢性非细菌性前列腺炎动物模型研究进展

慢性非细菌性前列腺炎长期困扰着无数患者,因其治愈率低、复发率高,严重影响患者的生活质量。目前其病因、发病机制不清,仍是医学研究的难题。通过建立有效的慢性非细菌性动物模型进行实验研究,已成为探索其发病机制的重要途径。当前有几种流行的建模方法在其操作程度、成功率、时间长短等方面各有不同,在未来通过不同的建模方法来研究慢性非细菌性前列腺炎将成为一种趋势,可为治疗慢性非细菌性前列腺炎提供相应理论上的依据。     

基于统计形状模型的三维足形状建模

目的构建足的三维统计形状模型(statistical shape model,SSM),揭示足形状的三维变化特征。方法 50名中国青年男性正常足数据用于三维统计形状建模,通过足面网格配准、点对齐及主成分(principal component,PC)降维分析等步骤,获得平均足形态及在各PC维度标准差等参数化的足形态。结果通过PC降维分析,三维足型主要在长短及宽窄(PC1,48.01%)、足弓高度及足背厚度(PC2,11.38%)及大脚趾展收(PC3,7.48%)等维度变化。结论通过构建参数化的足三维SSM,可运用至基于该人群的鞋楦制作、鞋垫定制及临床足病快速诊断等应用。     

经颅磁刺激的多尺度建模仿真研究

经颅磁刺激是一种无创无痛的电磁刺激手段，被广泛应用于神经调控，在临床上对多种精神疾病和神经类疾病有明显的治疗效果。本文从电磁场建模仿真，细胞跨膜电位建模仿真，以及神经元响应建模仿真3个方面对经颅磁刺激多尺度建模仿真研究进行了详细的综述，并提出现阶段存在的问题以及对未来的展望。经颅磁刺激的多尺度建模仿真对磁刺激仪的设计开发具有指导意义，对磁刺激的导航系统提供重要的理论基础，有助于我们更好的理解电磁刺激的神经调控机制。     

下颌支矢状劈开后退术前后下颌骨有限元模型的建立

目的 建立下颌支矢状劈开后退术前后的下颌骨三维有限元模型。方法 采用CT扫描技术，以活体人颅为标本．在计算机上建立手术前后的下颌骨模型。结果 分别建立了下颌支矢状劈开后退术前后正中咬合时的下颌骨三维有限元模型：术前模型包括90465个单元，132155个节点；术后模型包括83668个单元，123335个节点。结论 建立的模型与建模对象有较高的几何相似性和力学相似性。加载方式比较符合生理实际．较高的单元和节点数能够保证计算结果的精确性，所建模型能够为研究该术式前后关节内生物力学环境的变化提供有效的手段。     

建立下颌前牙牙槽骨吸收和联冠修复的三维有限元模型

目的：建立下颌前牙不同程度牙槽骨吸收后的釉质、牙本质、牙骨质、牙周膜、松质骨、皮质骨等组织的三维有限元模型。方法：利用薄层CT扫描技术与Ansys软件相结合，对层厚为1mm的CT断层影像进行分析处理。结果：模型具有良好的几何相似性，共有单元约13万个，节点约19万个，数据量约130MB，可以根据要求任意旋转、缩放、透视、剖开，进行多种方式观察；并可以按照不同研究目的和要求，对模型进行简单的修改和调整，模拟牙槽骨吸收、联冠修复等临床治疗所需的几何形态，考查各种约束和加载条件下前牙的力学反应；讨论了约束的处理和载荷的施加方式。结论：薄层CT扫描技术与Ansys软件相结合建立的三维有限元模型，能较精确地模拟实际情况，为进一步研究下颌前牙牙槽骨吸收和联冠修复奠定了良好的基础。     

模型转化法建立磨牙及其牙周组织的三维有限元模型

目的建立下颌第二恒磨牙及其牙周膜、牙槽骨的分析用模型。方法应用CAE软件3D MAX6.0及CATIA4.0生成磨牙及其牙周组织的三维有限元模型,利用HYPERMESH划分网格,生成可分析的三维有限元实体模型。结果建立了下颌第二恒磨牙及其牙周膜、牙槽骨的三维有限元模型,可以分别进行受力状态下应力、应变的分析。结论该模型可供口腔正畸矫治中磨牙的受力分析应用。     

儿童生理药代动力学模型及其建模软件的应用

儿童的发育变化会影响药物的处置和临床效果,基于生理的药代动力学(physiologically-based pharmacokinetics, PBPK)模型是一种数学模型,可用于预测儿童的血药浓度,并深入了解年龄依赖性生理差异对药物处置的影响。儿童PBPK(pediatric PBPK, P-PBPK)模型在过去十年中引起了人们的关注,在学术界、制药公司和监管机构的共同努力下,现在已经有了越来越多用PBPK模型进行儿童临床研究的例子,尽管如此, P-PBPK模型的数量及其预测性能仍然落后于成人模型。笔者通过查阅文献,总结了药物在儿童和成人体内不同的吸收、分布、代谢和排泄(ADME)过程,分析了P-PBPK模型建立的一般原则,总结了常用的P-PBPK建模软件的功能和应用实例,以期为建模软件在P-PBPK中的合理应用提供依据。     

骨质疏松症动物模型研究进展

骨质疏松症(osteoporosis,OP)是一种临床上常见的以骨量减少和骨组织微观结构破坏为特点,从而导致骨脆性增加、易于发生骨折的全身代谢性疾病。随着人口老龄化进程的加速,骨质疏松症尤其是绝经后骨质疏松症的发生率逐渐上升,骨质疏松症在医学上和社会性的影响逐渐加深。人类骨质疏松症主要有糖皮质激素相关型、绝经后骨质疏松症以及失用型、老年性骨质疏松症几种类型。糖皮质激素相关型骨质疏松症动物模型利用糖皮质激素诱导建立,其降低成骨细胞的活性、刺激破骨细胞,从而减少骨形成、增加骨吸收。利用去势法建立绝经后骨质疏松动物模型,其原理是雌激素减少致使骨吸收增加、新骨形成降低,最终达到骨量减少的目的。雌激素受体α诱导破骨细胞凋亡,但是阻碍成骨细胞功能的机制目前尚不明确。SAM-P6(Senescence-accelerated mouse-P6)是一种衰老加速的小鼠,骨丢失随年龄增长而增加,适用于老年型骨质疏松动物模型。失用型骨质疏松动物模型常见的建模方法有坐骨神经切除法、悬吊法等,机体长期处于无重力负荷状态,使得破骨细胞活性相对增加,导致骨量丢失。笔者就不同种类动物作为骨质疏松症研究模型的优缺点、绝经后骨质疏松症动物模型中对不同部位骨骼的影响作简要概述。     

面向个性化椎间融合器生物力学评价的有限元建模因素影响分析

目的有限元分析已广泛应用于个性化椎间融合器生物力学的评价和优化。针对有限元建模过程中存在的耗时长、计算要求高、参数选择依赖主观经验的问题,本文研究有限元建模因素对仿真结果的影响,为提高个性化椎间融合器生物力学评价中有限元建模效率提供科学依据。方法以L3、L4节段腰椎融合器设计与优化为例,选择韧带模拟方式、模型网格大小、椎体皮质骨厚度、椎体松质骨材料赋值、椎体小关节摩擦系数、融合器与椎体连接方式六种不同建模因素作为分析对象,根据相关文献中对不同因素的处理方法,采用正交实验设计建立18个有限元模型,比较不同因素对计算结果影响。结果采用融合器上的最大von Mises应力为分析指标时,韧带模拟方法、椎体小关节摩擦系数、融合器与椎体连接方式对计算结果有显著影响;采用椎间融合器最大沉降位移为分析指标时,韧带模拟方式、融合器与椎体连接方式对计算结果有显著影响;在满足一定条件下,网格大小、皮质骨厚度、松质骨材料属性对上述两种指标的影响不显著。结论在本文所研究的腰椎融合器有限元建模的6个因素中,韧带的模拟类型、椎体小关节间摩擦系数、融合器与椎体连接方式是需要重点考虑的因素。本文提出的基于正交实验设计的评价建模因素影响的方法,可以为个性化植入介入器械有限元建模过程的参数优化选择提供参考。