摘要：目的研究驾驶姿势下外力施加给人体下肢时,关节角度及外力大小对关节力矩大小的影响特征;根据力矩计算单关节舒适度并验证。方法采集人体测量参数,在Jack中建立了10名志愿者对应的个性化数字人模型。模拟人的驾驶姿势,计算下肢各关节处的力矩大小。结果 Jack计算出关节力矩与角度和外力的相关性明显,变化趋势与实测结果一致。舒适度评价方法反映出真实关节感受。结论各关节力矩与踝关节角度呈负相关,与外力呈正相关;驾驶员的膝关节角度取108°到113°度为宜;对于髋关节和踝关节力矩,外力的影响最大;对于膝关节力矩,膝关节角度的影响最大;关节力矩受踝关节角度的影响最小,与之负相关;基于力矩的舒适度概念定量地反映出关节舒适感,可以为驾驶环境设计提供参考。

摘要：为评价操作者完成施力操作后上肢肌肉疲劳状态,提出了一种基于上肢肱二头肌的sEMG信号-疲劳程度主观感受的肌肉施力疲劳评价方法.为此,设置不同的拉/伸操作力,选取13名青年男性志愿者参加测试,记录其上肢肱二头肌操作至疲劳状态下的表面肌电信号sEMG;对于上肢肱二头肌局部疲劳的主观感受的评分,则采用通用的Borg量表来分级,由受试者完成操作后进行问卷而获得.然后,运用1/3倍频程分析方法对sEMG进行频域处理后,完成了sEMG-Borg分值的曲线拟合,得出上肢肌肉疲劳评价模型.根据数据分析结果,建立的二次曲线评价模型最为理想,它将为监测实际操作任务时人的疲劳状态并进行操作任务设计与分析提供依据与手段.

摘要：【背景】真菌单细胞培养在研究细胞异质性及细胞生长特性等方面十分重要,因此需要建立简单便捷的方法对真菌单细胞进行培养与观察。【目的】基于微流控建立一种真菌单细胞的捕获及培养方法,同时直观地对单细胞进行定位和实时观察。【方法】利用L-edit设计芯片图案并利用等离子键合的方法制备微流控芯片;通过注射泵将红酵母菌溶液及里氏木霉孢子溶液进样以实现单细胞捕获;采用台盼蓝染色法测定酵母细胞的存活率;利用显微镜对酵母单细胞及木霉孢子的萌发、生长、繁殖过程进行观察。【结果】所制备的芯片形状完好,可实现酵母或孢子的单细胞捕获;酵母的捕获率为25.00%±1.38%;分别于0、2、4、6h对酵母进行观察,可看到酵母出芽过程;培养至48h,芯片上酵母细胞的存活率与游离培养条件下的存活率无显著性差异;分别于0、3、6、9 h对单个孢子进行观察,可以看到孢子萌发以及菌丝生长情况,且直至120h菌丝仍在生长。【结论】设计并制备了一种用于真菌单细胞捕获及定位培养的微流控芯片,这是此种芯片在真菌单细胞培养中的首次应用。细胞可在此微流控芯片上正常生长至少2 d,并可实现5 d及更长时间的培养,此方法可对真菌单细胞进行直观、定位的实时观察,有望用于多种微生物单细胞的生理、遗传性状研究,以及原生质体融合育种研究。

摘要：针对目前传统微生物实验课程教学中存在的问题与不足,通过比较分析传统微生物实验的教学方式,对课程设计和教学方法进行相应的改革与完善,明确教学改革方向和具体内容,以及目标实施策略,重点突出学科之间的交叉性,使微生物实验技术与生物医学工程领域紧密结合,以提高微生物实验的综合性、理论性和连续性,从而建立有生物医学特色的微生物教学体系。在教改中采用探讨理论与实践并重的教学方式,实验中遵循学生的认知心理,采用教师适度引导、激发学生主观能动性这种循序渐进的教学方法,以期达到教学改革的目标。经过实践证明,教改取得了良好的教学效果,学生通过实验课程具备了运用微生物学技术和方法,解决生物医学工程交叉领域具体问题的能力。

摘要：目的建立下颌全牙列-直丝弓矫治器的生物力学模型,分析其在滑动法关闭间隙的载荷作用下牙根及牙周组织的应力和位移分布。方法根据志愿者颌面部CT扫描图像建立下颌骨(皮质骨和松质骨)和全牙列(牙釉质、牙本质、牙髓、牙周膜)的模型,并以Roth托槽的实际数据建立一套托槽模型,与牙齿间的空隙用粘结剂来填充;弓丝和每个托槽都考虑接触,并使用弹簧元连接托槽和弓丝,模拟扎丝的作用,施加滑动法关闭间隙的载荷。结果切牙出现牙冠向舌侧、牙根向唇侧的转矩移动,其牙周组织和牙根的应力较高,特别是中切牙,其牙周膜的最大应力为3.97 kPa;第1磨牙远中根也出现应力集中,牙周膜的最大应力达到5.75 kPa。结论为了避免切牙的牙根吸收,可考虑增加前牙托槽的转矩;第1磨牙远中根也容易发生牙根吸收,建议适当降低正畸力值或采用微植体作为支抗。

摘要：目的提出一种用于修复上颌骨大面积骨缺损的3D打印植入体设计、优化、制造的个性化方案。方法基于患者CBCT和口腔扫描数据信息,首先进行植入体优化设计;采用有限元分析方法对植入体的结构迭代优化与材料选择。模拟植入体在口腔内的受力情况,得到植入体所受应力大小、传导方向与分布,据此对植入体结构进行优化。比较同种构型植入体在钛合金、钽金属、聚醚醚酮(polyetheretherketone,PEEK)3种不同材料下的最大等效应力、颌骨最大等效应力和钛钉总位移,确定植入体的打印材料。采用3D打印技术打印植入体,临床进行面部重塑和咬合重建。结果经过结构迭代优化得出植入体的最佳构型,并确定选择钛合金材料。将3D打印植入体应用于临床,完成了咬合重建。结论本研究描述的个性化方案具备临床可行性,适用于不同分类的上颌骨缺损病例。设计出的植入体尺寸精确、力学性能良好,不仅能恢复患者的颌面部外形,还满足了临床对颌骨缺损修复后咬合重建的需求。

摘要：目的探讨人工膝关节假体股胫关节面高吻合度对假体运动和衬垫磨损的影响。方法设计和制作一款冠状面高吻合度膝关节假体,并用体外磨损实验和有限元模拟相结合的方法研究该假体衬垫的磨损。结果体外试验和有限元模拟所得的衬垫质量磨损率分别为（14.29±3.19）mg/MC和14.67 mg/MC（million cycle,MC,百万次循环）。5 MC后,体外试验和有限元模拟得到的衬垫磨损区域大致吻合,在中部区域会出现较为严重的磨损。结论有限元模拟与体外试验结果较为一致,股胫关节面冠状面高吻合度假体的磨损率较低。研究结果对高吻合度人工膝关节假体的磨损评估及临床应用具有实际意义。

摘要：目的针对不同结构耦合肌肉主被动行为无法考虑肌肉组织连续介质力学特性的问题,提出运用被动与主动耦合在同一个本构方程的方法,构建骨骼肌连续介质超弹性主被动本构模型。方法为标定被动本构模型参数,给出单轴拉伸实验方法及条件,并通过理论推导,介绍利用试验数据求解被动模型参数的具体方法。为验证主动模型的有效性,以实例对模型进行验证。结果模型预测曲线与实验输出应力拉伸比曲线具有较好的一致性,在相同应变下的情况下,被动应力和总应力最大误差仅为20、40 kPa。结论该连续介质超弹性本构模型能较好模拟骨骼肌的主被动行为,从而有利于下一步人体肌肉的建模与仿真。

摘要：目的探究内外括约肌失协同对下尿路器官组织应力和尿液流速的影响。方法基于火棉胶切片对下尿路器官组织进行几何模型重建,并建立含有肌肉主动力的下尿路有限元模型;通过流固耦合仿真,模拟排尿末期内外括约肌均正常收缩、均丧失主动力和单独丧失主动力4种情况下组织应力和尿流速率变化。结果内外括约肌正常收缩尿道应力变化和临床测得的尿道压力变化趋势相同。与正常收缩情况比较,内括约肌单独丧失主动力,内括约肌和前列腺位置尿道应力分别降低33.6%、13.8%,且此位置尿液流速也降低。外括约肌单独丧失主动力,外括约肌和外尿道位置尿道应力分别降低59.5%、24.03%,而内外括约肌均丧失主动力,内括约肌、前列腺、外括约肌和外尿道位置尿道应力分别降低38.77%、18.6%、63.58%、29.74%,且相对应位置的流速也降低。结论内外括约肌失协同导致下尿路组织应力和尿液流速的差异性变化。研究结果可为手术治疗因括约肌引起的尿失禁提供理论依据。

摘要：前言生物力学是研究生命体运动和变形的学科,主要通过生物学与力学原理方法的有机结合,认识生命过程的规律,解决生命与健康领域的科学问题。生物力学与医学和生物学各门类的交叉。