摘要：人工心脏作为终末期心力衰竭患者的重要治疗手段，其临床应用取得了显著成效。然而，由于机械泵血装置与血液直接接触，人工心脏的临床使用伴随着血栓形成和出血等血液损伤相关并发症，这些问题显著影响患者的治疗效果与预后。本文首先系统综述人工心脏引发血液损伤的机制，包括非生理剪切力导致的血小板激活、止血蛋白(如vWF)降解及血小板受体损伤的生物力学过程。然后，详细总结现有的血栓风险评估模型，包括血液淤积模型、血小板活化模型，以及基于凝血因子与止血蛋白动态变化的复杂数学模型。这些模型通过预测人工心脏诱导的血栓高风险区域，可为人工心脏设计优化和并发症防控提供指导。最后，介绍新近提出的人工心脏所致出血风险评估模型，出血风险模型与血栓风险模型相结合，可以构建更为全面的血液损伤评估系统模型。通过综述当前研究现状，旨在为人工心脏相关血液损伤的评估与预测提供参考，助力改善人工心脏血液相容性，提升人工心脏的安全性与临床疗效。

摘要：主动脉结构复杂成三维螺旋状,在心脏收缩期该处流动成旋动流态。这种旋动流态也许有着积极的生理意义,能够通过抑制湍流、促进物质传输,从而抑制心血管疾病的发生。引起主动脉处的旋动流主要是左心室收缩的扭曲运动、主动脉的三维空间几何构型、主动脉处的脉动流特征以及主动脉的运动。基于以上研究结果,近年来,研究者们以期将旋动流原理应用于心血管介入治疗和心血管介入器械的设计中。本文就主动脉处的旋动流态观察、其生理意义、引起该旋动流态的原因、及旋动流在临床器械设计中的应用等进行综述。

摘要：基于人体内侧半月板结构设计了游离式仿生内侧半月板假体,置换临床中无法修复的半月板。通过三维有限元分析方法,对假体进行了力学分析,验证了其可行性。数据结果显示,与健康半月板相比,半月板假体应力较高,两组模型高应力分布区域均在内侧中后部;所设计的半月板假体与健康半月板具有相似的生物力学性能。数据结果验证了假体的主要优势在于,其不需要额外固定模式,因而避免了因假体固定失效造成的失败。

摘要：目的半蹲式跳伞着陆模拟实验的设计和相关数据测量,为逆向动力学软件AnyBodyModelingSystem模型的建立、驱动和验证提供数据。方法根据逆向动力学分析数据驱动和验证的需要,受试者从0.32m高的平台跳落,模拟半蹲式跳伞着陆。对受试者下肢关节运动学参数、地面反力以及下肢4块主要肌肉的肌电图进行测量。结果受试者在与地面接触前后1s内,髋、膝、踝关节角度随时间的变化、右脚地面反力以及压力中心轨迹用来驱动模型;肌电活动性测量数据用来验证模型。结论实验设计可以满足肌骨模型分析的要求,并可用于对半蹲式跳伞着陆的进一步研究。

摘要：高屈曲膝关节活动在亚洲国家的日常生活及某些职业中极为常见。归纳深蹲的总种类及其动作特点,综述近年来有关深蹲的生物力学研究进展,并对离体实验、在体测试和计算机模拟等不同研究方法进行分类阐述。开展膝关节深蹲动作的生物力学研究,有益于建立合理的康复训练和运动风险预防方案,为膝关节假体优化设计提供一定参考建议。

摘要：目的研究剪切应力与心肌细胞裂解液联合应用对骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)心肌向分化的影响。方法分离新生乳鼠的心肌细胞并制成心肌细胞裂解液,自成年大鼠骨髓中分离培养BMSCs,分为对照组(A组)、剪切应力组(B组)、心肌细胞裂解液组(C组)和剪切应力+心肌细胞裂解液组(D组)。用RT-RCR、免疫细胞化学染色和Western blotting检测诱导后BMSCs心肌细胞相关因子的表达。结果 B、C、D组均表达心肌细胞相关因子的mRNA和蛋白,D组表达明显高于B组或C组。结论剪切应力与心肌细胞裂解液联合应用可以更好地诱导BMSCs分化为心肌样细胞,为科研和临床应用提供种子细胞,有助于生物反应器的合理设计。

摘要：目的用三维有限元法测试新型股骨髓内钉(proximal femoral nail antirotation,PFNA)的刚度、强度等生物力学性能,探讨其在股骨粗隆间骨折愈合前后生物力学应力应变分布情况。方法利用参数化设计软件UG建立髓内钉三维模型,并用三维图像处理软件MIMICS对CT图片进行预处理,建立股骨骨折模型及愈合模型并进行数值模拟。结果骨折愈合前,最大Von Mises应力发生在骨折位置,高达663 Mpa,髓内钉远端锁钉位置应力仅为113 Mpa;骨折愈合后,最大Von Mises应力发生在螺旋刀片与主钉接触位置,股骨干上的锁钉位置出现明显的应力集中现象。结论骨折愈合后远端锁定钉位置常发生股骨干骨折,因此骨折愈合后应将髓内钉取出。

摘要：目的比较上下倒视条件下定位和定向训练对受试者视觉-运动协调能力提高的影响,为空间运动病的防护和感觉冲突适应训练方法的设计提供参考。方法选取16名受试者在上下倒视条件下进行迷宫测试,并分别进行30min的定位和定向训练后再次接受迷宫测试,分析和比较完成迷宫测试的时间和出错概率。结果两种训练后完成时间和错误率都显著下降,并且不同训练方式的结果也有显著性差异,定向训练的效果明显优于定位训练。结论在由视觉改变引发的感觉冲突环境下,经过相应的任务训练后对于未训练任务的适应性提高也同样有效,从而使得人视觉-运动协调能力提高进而适应感觉冲突的环境,并且不同的训练方式对于适应性的提高也有显著的差异性。

摘要：目的将血液流动的旋动流原理用于心血管介入治疗,以期解决小口径人造血管的急性血栓堵塞问题和搭桥手术后下游处血管内膜增生引起的血管再狭窄问题。方法使用计算流体力学(CFD)分别研究具有旋动流特性的新型小口径、S型搭桥和偏心搭桥模型中的流场以及壁面剪切力的分布。同时研究在旋动流下血小板的黏附情况和不同角度的S型搭桥下的血管内膜增生。结果旋动流能明显提高壁面剪切力,抑制血小板的黏附以及血管内膜增生。结论在心血管介入治疗和器械设计中引入旋动流确实可明显改善这些器械中的血流流场,达到抑制小口径人造血管的急性血栓形成和搭桥手术后血管内膜增生的目的。

摘要：为研究飞行过程中不同头盔对飞行员颈部损伤的影响,基于头颈部多刚体动力学模型,对急转弯及稳定盘旋飞行工况下4种头盔情况开展了动力学分析。得到了不同头盔作用下颈部肌肉力、椎间力、力矩及颈部损伤指数N的变化规律,对不同头盔作用下的颈部损伤风险进行了评估。结果表明:所建立的头颈部模型与实验结果较为吻合,可以用来进行仿真模拟分析;相同飞行工况下,B头盔的佩戴使得头部质心前移,增加了颈部前屈时斜方肌的肌肉力;对于同一颈椎节段,B头盔的轴向压缩力最大,而C头盔导致的后伸力矩最大;在所有的计算工况中,上下颈椎的颈部损伤指数N均小于0.5,满足航空领域的安全要求;B头盔和C头盔的质量相近,而B头盔质心位置靠前,C头盔靠后,说明头盔质心的前后位置会对颈部的损伤产生重要影响。研究结果可为飞行员头盔的设计优化及其对颈部损伤的影响提供研究支撑。