摘要：分子模拟技术为蛋白质的研究提供了一种崭新的手段,在理论上解决了结构预测和功能分析以及蛋白质工程实施方面所面临的难题。它在蛋白质的结构预测和模建工作中占有举足轻重的地位,实现了生物技术与计算机技术的完美结合。本文简要阐述了该技术的基本步骤和工作原理,并以目前应用最广的生物大分子领域的商品化分子模拟软件Accelrys公司基于Linux系统开发的InsightII为例,介绍了相关程序模块的功能和作用,同时结合该技术在蛋白质的结构预测和模建、结构与功能关系分析、分子设计等过程中的开发与应用,加以具体说明和展望。

摘要：背景:桡骨骨折常遗留严重的并发症如骨不连等,采用新的生物力学分析手段为肱骨骨折、骨不连的功能预后提供新思路。目的:建立桡骨三维有限元模型,并探讨其相关的生物力学意义。设计:以三维有限元模型分析桡骨生物力学特征。单位:解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院。材料:实验于2001-01/2003-05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成。选择典型的成年男性湿桡骨标本1根,行CT成像得到桡骨每层横截面图像。方法:采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立桡骨三维模型,建模步骤为①对齐切片。②确定坐标原点。③提取轮廓。采用三维十结点四面体实体单元进行网格划分及计算。主要观察指标:①构建的桡骨三维有限元模型的生物力学特性。②三维有限元分析及计算。结果:所构建桡骨三维模型,共划分为76089个结点、49111个单元,客观反映桡骨真实解剖形态及生物力学行为,同时与CT切片图相对比以判断其精确性。结论:桡骨三维有限元模型的构建,可以为桡骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。

摘要：目的　通过计算机辅助设计 (CAD)获得待修复的全冠的数据 ,以备计算机辅助加工(CAM)之用。方法　待作全冠修复的牙预备体、邻牙、对牙合牙经过光学测量 ,获得其表面三维形状后 ,选用拟修复的牙的理想牙冠形态 ,根据缺牙区的大小及邻牙 ,对牙合牙的情况进行修改 ,使理想牙冠形状适合该缺牙区的情况后 ,用修改后的理想牙冠形状图像与牙预备体形状图像相减 ,即获得所需修复的全冠的数据 ,以备CAM加工之用。结果　获得了待修复的全冠的数据和图像。结论　本研究建立了一套通用性良好的冠修复的CAD系统 ,为CAM的实现奠定了基础。

摘要：目的　通过计算机辅助设计 (CAD)获得待修复的后牙嵌体 ,以备计算机辅助加工 (CAM)之用。方法　拟作修复的牙预备体、邻牙、对牙合牙经过光学测量 ,获得其表面三维形状后 ,选用患牙所对应的理想牙冠的形状。根据缺牙区邻牙和对牙合牙的情况进行修改 ,使之适合该牙列的情况 ,然后用修改好的理想牙冠的形状数据减去牙预备体的形状数据 ,即获得待修复的嵌体的数据 ,以备CAM加工之用。结果　获得待修复的嵌体的数据和图像。结论　本研究建立了一套通用性良好的嵌体的CAD系统 ,为CAM的实现奠定了基础。

摘要：目的　通过计算机辅助设计 (CAD)获得待修复的前牙贴面的数据 ,以备计算机辅助加工(CAM)之用。方法　用光学测量的方法获得牙预备体 ,邻牙和对牙合牙的数据信息 ,并三维重建出这些结果。此后 ,选用拟修复的牙的理想牙冠的形态根据缺牙区的大小及邻牙和对牙合牙的情况进行修改 ,使之适应该缺牙区的情况后 ,用修改好的该牙冠理想的形状数据与预备体的形状数据相减 ,即获得的所需贴面的数据。结果　获得了所需的贴面的数和图像。结论　本研究建立了一套通用性良好的前牙贴面修复的CAD系统 ,为CAM的实现奠定了基础。

摘要：背景:通过记忆生物力学计算和实验测定,分析骨盆骨折和近关节部位弓齿形状记忆合金接骨器的记忆生物力学特性。目的:探讨弓齿形状记忆接骨器应用中受力与位移之间的力学关系。设计:理论计算和实验测定,互为补充,互为验证。单位:解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院。材料:实验于2002-04/2004-04在上海长海医院和上海同济大学生命科学实验室完成,所选用的材料为弓齿形状记忆接骨器。方法:采用莫尔原理计算弓齿形状记忆接骨器在骨折断面及周围所产生的应力并构建应力场;同时应用实验力学方法对弓齿形状记忆接骨器载荷形变进行测定。主要观察指标:观察理论计算与实验研究结果之间是否存在一致性。结果:生物力学计算求得弓齿形状记忆接骨器受力P和位移δ之间的关系为:P=13.69δ,实验测定发现弓齿形状记忆接骨器的受力与位移之间呈线性关系。结论:在弓齿形状记忆接骨器材料的弹性范围内,弓齿形状记忆接骨器的受力与位移之间呈线性关系,计算结果与测定结果一致。

摘要：背景:肱骨骨折治疗方法多样,但是也常常遗留严重的并发症如骨不连等,尝试采用新的生物力学分析手段,以期为肱骨骨折、骨不连的功能预后提供新思路。目的:构建肱骨三维模型,并探讨其相关的生物力学意义。设计:构建肱骨三维有限元模型。单位:一所军医大学的附属医院骨科和一所大学生命科学与生物工程学院共同开展。材料:实验于2002-04/2004-04在上海长海医院和上海同济大学生命科学实验室完成,选择典型的成年男性湿肱骨标本一根。方法:选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像,采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨三维模型。主要观察指标:①构建的肱骨三维有限元模型的生物力学特性。②与实际临床的区别以及主要的相同点。结果:所构建肱骨三维模型,逼真反映肱骨真实解剖形态及生物力学行为,同时与CT切片图相对比以判断其精确性。结论:肱骨三维有限元模型的构建,可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。

摘要：背景:肱骨骨折治疗中经常遇到的主要问题在于应力加载的方向与应力加载的力值。目的:分析天鹅记忆加压接骨器固定肱骨时不同应力加载的选择,为今后肱骨骨折治疗时内固定器械的放置部位、载荷的施加方向及大小等提供力学依据。设计:进行不同应力加载的条件下,构建肱骨骨折的三维有限元模型。单位:解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院。材料:实验于2001-01/2003-05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成。选取湿成年尸体肱骨标本和与之相对应型号的天鹅型记忆接骨器。方法:选择湿肱骨标本行CT成像得到肱骨每层横截面图像,采用大型有限元分析软件ANSYS5.6建立肱骨、天鹅型记忆接骨器以及天鹅型记忆接骨器固定肱骨的三维模型。主要观察指标:对比不同加载方式下肱骨的受力情况,寻求临床治疗的参考数值。结果:所构建天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维模型,逼真反映真实解剖形态及生物力学行为,同时获得不同加载方式下肱骨的受力情况。结论:天鹅型记忆接骨器固定肱骨三维有限元模型的构建,可以为肱骨正常力学行为以及骨折后内固定的力学基础研究提供精确模型。

摘要：背景:肱骨骨折治疗中经常遇到的主要问题在于应力加载的方向与应力加载的力值。目的:探讨三维建模及有限元分析肱骨骨折治疗中轴向加载的力学理论依据。设计:构建肱骨骨折的三维有限元模型,进行不同方位的加载。单位:一所军医大学附属医院骨科和一所大学生命科学与生物工程学院。材料:实验于2002-04/2004-04在上海长海医院和上海同济大学生命科学实验室完成,选择肱骨标本行CT成像。方法:以肱骨横截面CT图像为基础,建立肱骨模型,利用ANSYS5.6软件进行计算,选取三维十结点四面体单元,共划分2729个结点、49041个单元,分析骨折断面与轴线成30°,45°,90°及X,Y,Z三方向固定时肱骨轴向受压的应力分布及大小。主要观察指标:对比不同方向肱骨骨折加载后的数值,寻求临床治疗的参考。结果:肱骨断面与非断面处应力差异较大,断面处应力较集中,且以断面为中心呈非严格对称分布,应力较大区域分布在距骨折部位10mm左右,是其他应力区的两三倍。结论:肱骨骨折治疗中应视不同情况估算所需载荷大小,选择合适内固定植入物以适应其功能活动的应力要求。

摘要：背景:通过记忆生物力学计算和实验测定,分析肱骨骨折和近关节部位天鹅型记忆接骨器的记忆生物力学特性。目的:通过对天鹅型记忆加压接骨器进行力学测定,分析相关记忆生物力学意义。设计:理论计算和实验测定,互为补充,互为验证。单位:解放军第二军医大学附属长海医院骨科和同济大学生命科学与生物工程学院。材料:实验于2001-01/2003-05在解放军第二军医大学长海医院骨科实验室和同济大学生命科学与生物工程学院实验室完成。选择死于颅脑损伤的成年男性肱骨20根。方法:分别选取成人尸体湿肱骨,制作骨折模型,包绕压敏胶片后以天鹅型记忆接骨器固定,测定加压支和环抱支固定骨折时的应力值。主要观察指标:①环抱支的压力测量结果。②加压支的测量结果。结果:天鹅型记忆接骨器环抱支与肱骨接触部位的应力范围是2.42～22.68N,而加压支在骨折断面产生的应力较大,应力为13.6MPa左右。结论:天鹅型记忆接骨器的环抱支应力有利于固定骨折两断端,加压支在骨折断面形成的应力场有利于骨折的愈合。