摘要：细胞的生物力学研究正成为热点。目前,贴壁细胞拉压应变加载装置已在实验室中应用,但贴壁细胞应变加载的有效率存在缺陷。通过优化硅胶小室底面的厚度,通过有限元分析获得小室底面M形曲面的截面,通过制造模具和硅胶成型,研制了新型硅胶小室。结果表明:对于新型小室预期在1%,5%和10%应变场,应变均匀有效面积达到95%,93%和92%,较传统硅胶小室平板基底的应变场有效率分别提高了11.7%,65.9%和178.06%。优化后的硅胶小室厚度变化符合动态加载中柔性基底膜的均匀性要求,增大了贴壁细胞在应变载荷中的有效均匀面积,提高了应变加载的准确率,具有很高的实用价值。

摘要：本文建立了置换前的髋关节模型及置换后有无骨小梁结构的髋关节假体模型,通过有限元数值模拟得到了带骨小梁结构的髋关节假体在生理载荷下的力学分布规律,初步研究臼杯骨小梁结构和袖套骨小梁结构对髋关节置换后的应力分布的影响,从生物力学的角度为骨小梁髋关节置换的临床应用提供一些参考.

摘要：近年来利用数字三维模型对人体全膝关节进行生物力学分析在国内外迅速发展,但是缺乏完整精细的膝关节有限元模型;同时对所建立模型的验证也比较单一,仅从韧带或者软骨受力单方面进行有效性的验证,导致模型的实用性和广泛性受到限制。目的以一种创新、高效的方法三维重建精细人体膝关节有限元模型,包括股骨、胫骨、髌骨、腓骨、股骨软骨、胫骨软骨、髌骨软骨、腓骨软骨、半月板、交叉韧带、侧韧带、髌韧带等组织结构,并对整体模型有效验证。方法利用CT和MRI医学影像,使用Mimics、3-Matic、Geomagic、Solidworks、Abaqus软件获得完整、精细的人体膝关节模型;在内外髁中点施加1 000 N竖直向下载荷,分析膝关节内外间室的力学分布及软骨的力学响应;以胫骨平台髁间隆起为参考施加134 N前向推力,模拟临床中的抽屉实验(ADT),获取各韧带组织的生物力学响应,并与现有人体实验及模型对比。结果 1 000 N载荷下,股骨软骨最大Mises应力值为2.514 MPa,半月板最大Miese应力值为7.693 MPa,胫骨软骨最大Mises应力值为1.848 MPa,均分布于膝关节的内侧;内外侧软骨接触面积分别为476.080 8 mm^2和338.446 8 mm^2;内外腔室分别承担总载荷的60.57%和39.43%。134 N载荷下,胫骨平台前端的位移量为5.687 mm;前十字交叉韧带(ACL)最大Mises应力值为28.030 MPa,后十字交叉韧带(PCL)最大Mises应力值为16.730 MPa,内侧副韧带(MCL)最大Mises应力值为4.511 MPa,外科韧带(LCL)最大Mises应力值为3.751 MPa;交叉韧带与股骨止点的最大Mises应力值为15.270 MPa。结论建立的精细膝关节三维模型很好地重塑了人体膝关节相关生物力学特性;该精细膝关节模型仿真结果与现有实验数据非常接近,证明了模型的有效性;完整、有效的精细全膝关节有限元模型将为植入物手术、人体运动分析、康复研究等打下基础。

摘要：目的通过建立不同孔隙率的钛合金骨小梁结构的三维有限元模型,对其力学性能进行研究,确定适合用于髋膝关节等假体的骨小梁结构,为多孔钛合金植入物设计及临床应用奠定基础。方法使用UG 12.0,采用构造实体几何法(CSG),使用基本体素(长方体、圆柱等)对其进行布尔运算,分别建立T-Ⅰ、T-Ⅱ、T-Ⅲ。

摘要：目的:设计一套眼轴长度测量系统,对其关键技术进行研究,并通过该系统获取眼轴长度及眼组织内各界面之间的位置信息。方法:采用中心波长为1 060 nm、半波宽度为50 nm的超辐射发光二极管(super luminescent diode,SLD)作为系统光源,基于光学相干技术搭建测量光路,并设计测量控制系统。该系统由测量光路和测量控制系统组成。通过计算机编程驱动运动控制卡实现系统控制,由步进电动机带动调焦透镜进行同步位移实现焦点同步,使用数据采集卡实现快速采集,结合位移编码器实现高精度测量。测量数据通过数据采集卡传输至计算机处理并显示。结果:通过自制测试模块进行系统测量实验,准确测得了测试模块不同反射界面之间的位置关系,且精度在微米量级。对人眼进行了初步测量实验,获得了眼轴长度及眼组织内各界面位置信息,结果与超声测量方法有较好的一致性。结论:设计的眼轴长度测量系统利用焦点同步技术可以快速、准确地实现眼轴长度的测量,为眼科疾病的诊治等提供理论依据。

摘要：目的全膝关节置换手术是治疗晚期膝关节疾病最有效的方式,但膝关节假体植入后会产生应力集中及应力遮挡现象,导致并发症的产生。骨小梁全膝关节假体是采用金属3D打印技术在平台上打印出的一层钛合金骨小梁结构假体。骨小梁结构膝关节假体具有促进骨长入和恢复效果好的优点,研究骨小梁结构全膝关节假体,具有重要的临床意义。方法(1)利用CT扫描志愿者全身骨骼生成Dicom文件。