一种适用于研究切应力对蓝藻细胞活性影响的实验装置

目的设计一种用于进行切应力对蓝藻细胞活性影响的相关实验研究装置。方法针对现有流体切应力实验装置容积小、切应力不稳定、难以进行定量分析和持续性差等缺陷进行设计优化,成功设计出1个有效容积400~700 mL、误差小于13.8%、能产生定量均匀切应力场且可进行至少96 h跟踪观测的切应力发生装置。结果通过对铜绿微囊藻的实验研究,证实所设计装置产生的切应力可对铜绿微囊藻细胞的活性产生显著的影响。结论设计的实验装置是进行流体切应力对蓝藻细胞活性影响相关研究的有效仪器。     

掌侧与背侧钢板固定关节外桡骨远端背侧粉碎性骨折的生物力学研究

目的 探讨掌侧与背侧钢板固定桡骨远端背侧粉碎性骨折时的抗压缩、抗扭转差异性.方法 将12侧新鲜成人尸体桡骨标本制成桡骨远端背侧粉碎性骨折模型,随机分为2个大组,分别进行掌侧与背侧钢板螺钉固定;再将每个大组分为2个亚组,分别进行轴向压缩试验和水平扭转试验.检测指标:轴向压缩强度、轴向压缩刚度、水平扭转强度和水平扭转刚度.结果 在轴向压缩试验中,掌、背侧两组之间轴向压缩强度差异有统计学意义(P＜0.05),背侧组大于掌侧组;在生理压缩载荷下,掌、背侧两组刚度值差异有统计学意义(P＜0.05),背侧组高于掌侧组.在水平扭转试验中,两组水平扭转强度与扭转刚度差异都没有统计学意义,但数据显示,掌侧组都略强于背侧组.结论 在抗压缩方面,两组的压缩强度以及压缩刚度差异均有统计学意义,背侧组要优于掌侧组;而在抗旋转方面,两组的扭转强度与扭转刚度差异均无统计学意义,但掌侧组在数据上均稍大于背侧组.     

兔眼LASIK术后的生物力学研究

目的 用准分子激光对兔眼角膜进行切削,改变角膜的厚度.研究在离体状态下兔眼角膜生物力学特性在不同厚度与眼压状态下的变化.方法 健康新西兰大白兔15只30眼.分3组,1组:正常组,未切削眼;2组:切削原角膜厚度的1/3;3组:切削原角膜厚度的1/2.自制夹具固定角膜,通过连通器对角膜内表面加压.每个压力状态下三维激光扫描仪扫描.分析在不同压力状态下不同角膜厚度时角膜前凸的变化.实验数据用SPSS13.0统计软件进行方差分析.结果 各眼压与初始眼压状态下角膜凸出度的差值dx-10(x=20～80)转化成logd1,3组比较:3组与1组和2组差异均有统计学意义(P＜0.05).1组和2组差异无统计学意义(P＞0.05).相邻眼压的角膜凸出度的差值d(x+10)-x(x=10～70)转化成logd2,3组比较差异无统计学意义(P＞0.05).结论 术后角膜的前凸与生物力学改变有关.为了确保屈光手术的安全性和稳定性,剩余角膜基质床厚度不应小于原始角膜厚度的1/2,同时眼压应维持在正常范围的低限.     

兔眼准分子激光原位角膜磨镶术后角膜扩张的研究

在离体状态下研究兔眼角膜在不同厚度与眼压下的前凸变化。健康新西兰大白兔30眼,分成3组,1组：对照组,未切削眼;2组：切削原角膜厚度的1/3,3组：切削原角膜厚度的1/2。固定角膜并对角膜内表面加压。利用三维激光扫描仪测量不同压力下各角膜前凸位移量,并对其进行方差分析;建立正常兔眼角膜有限元模型,由实验数据反推弹性模量,并分析各组模型的Mise应力分布。结果表明：低压下,第3组与1、2组比较,差异均有统计学意义（P〈0.05）;弹性模量随切削量的增加而增加;应力分布变化与角膜厚度相关。说明：准分子激光术后的角膜扩张与角膜力学性能的改变有关。角膜扩张与厚度有关,角膜厚度变薄到一定程度,角膜前凸明显,1/2厚度可能是临界值。因此,准分子激光原位角膜磨镶术预留剩余角膜基质床的厚度不小于原始角膜厚度的1/2较安全,同时应将眼压维持在相对较低的水平。     

血管生物反应器流场的数值分析

目的 研究一种新型小口径血管生物反应器在不同工况下的流场分布。方法 采用数值方法模拟反应器外筒单独旋转、内筒单独旋转和内外筒同向等速旋转情况下其内部的流场分布,对流速和切应力等参数进行比较分析。结果 血管生物反应器工作时,培养液随内外筒的旋转而旋转流动,速度分布均匀;可为培养液内的细胞提供非破坏性的低切应力环境;并且反应器内部的切应力大小与转速呈二次函数关系。结论 该反应器能为血管培养提供良好的培养环境,本研究可为其实验研究提供指导意见和理论基础。     

跨腕关节支撑钢板外固定架治疗桡骨远端粉碎性骨折的生物力学实验

目的比较跨腕关节支撑钢板与外固定支架治疗桡骨远端粉碎性骨折的生物力学特性。方法取16个新鲜前臂标本的桡骨远端,制备AO C3型不稳定性骨折模型。标本随机分为A、B、C、D 4组（n=4）,A组为钢板固定组,B组为钢板结合克氏针固定组,C组为外固定架固定组,D组为外固定架结合克氏针固定组。每组标本在生物力学实验机上依次进行抗压缩、抗弯曲、抗扭转实验,并收集数据进行比较。结果生物力学结果显示,在轴向压缩以及弯曲试验中,钢板组稳定性要强于外固定架组（P〈0.05）;在扭转试验中,两组间差异无统计学意义（P〉0.05）;结合克氏针固定后,可以增加钢板组与外固定架组的抗弯曲和抗扭转的强度（P〈0.05）。结论对于桡骨远端粉碎性骨折,跨腕关节支撑钢板固定在抗压缩和抗弯曲的稳定性上,要强于外固定架,而在抗水平扭转的稳定性上两种方法无差异;结合克氏针固定,可以增加跨腕关节支撑钢板和跨腕关节外固定架,抗弯曲以及抗扭转的稳定性。     

应力对D,L-聚乳酸泡沫衬垫降解的影响研究

利用自行研制的力学加载装置,详细研究了持续应力载荷对初始相对分子量为2.0×105的D,L-聚乳酸(poly(D,L-lactic acid),PDLLA)泡沫衬垫材料的体外降解行为的影响。PDLLA材料在37℃、pH值为7.4的PBS溶液中的降解行为通过表面形貌、相对分子量、弹性模量、抗拉强度、失重百分率等指标进行表征。三个月的降解结果表明受载荷的实验组降解速率明显快于空载的对照组,其中实验组中拉应力和复合应力对PDLLA降解的影响大于压应力。由此可知,PDLLA在生物体内的降解不仅受所处局部体液环境影响,还将受周围应力环境影响。综合考虑PDLLA降解所受应力影响,将有助于控制膜垫降解速率,从而使其降解速率有望与骨愈合速率一致。     

脉动流模拟系统血压波形相似度算法研究

目的研究表征血压波形间相似程度的量化指标,并应用到脉动流模拟系统中血压波形的分析。方法在对已有相似度算法进行研究的基础上,结合血压波形自身的特点,提出加权平均算法。该算法将相关系数法和特征参数法相结合,分别从整体和局部特征对波形进行相似性度量,兼具全局匹配和局部比较的优点。结果与夹角余弦法、平均绝对差法和数值型相似系数法相比,加权平均算法更适用于血压波形相似度的分析。结论加权平均算法可以表征不同血压波形之间的差异,比较不同脉动流装置之间的模拟性能,进一步完善后还可以用于其他生理波形的分析。     

体外细胞压应力加载装置的研制与应用

设计一种能在体外培养条件下对体外细胞进行压应力加载的装置。自行设计与制作加载机构、细胞培养腔、压应力检测器、电机和气阀控制器,编写测试与控制软件。通过软件控制气阀和电机运行,调节培养腔内的气体压应力。并利用该装置对大鼠间充质干细胞进行周期性的、不同加载时间的静、动压应力加载实验。细胞在培养腔内生长良好,用直线步进电机驱动汽缸活塞能有效的实现细胞培养腔内的压力变化,使细胞受到相应的压应力变化,加载装置能在计算机控制下方便地实现压应力大小、频率、持续时间的变化。结果提示体外细胞压应力加载实验装置能满足实际要求,可用于对体外细胞进行有效的压应力加载,该装置为离体培养细胞提供了一种可行的手段。     

体外细胞压应力加载装置的研制与应用

设计一种能在体外培养条件下对体外细胞进行压应力加载的装置。自行设计与制作加载机构、细胞培养腔、压应力检测器、电机和气阀控制器,编写测试与控制软件。通过软件控制气阀和电机运行,调节培养腔内的气体压应力。并利用该装置对大鼠间充质干细胞进行周期性的、不同加载时间的静、动压应力加载实验。细胞在培养腔内生长良好,用直线步进电机驱动汽缸活塞能有效的实现细胞培养腔内的压力变化,使细胞受到相应的压应力变化,加载装置能在计算机控制下方便地实现压应力大小、频率、持续时间的变化。结果提示体外细胞压应力加载实验装置能满足实际要求,可用于对体外细胞进行有效的压应力加载,该装置为离体培养细胞提供了一种可行的手段。