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基底硬度介导IL-1β调控软骨细胞炎症响应
1
作者 孟楠 王笑笑 +3 位作者 张艳君 陈维毅 卫小春 张全有 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第2期384-389,共6页
【目的】基质力学微环境异常是导致骨性关节炎(osteoarthritis,OA)的关键因素之一。然而,软骨细胞在基质力学微环境发生变化过程中的炎症响应目前尚不清楚。【方法】利用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)模拟正常和OA软骨细... 【目的】基质力学微环境异常是导致骨性关节炎(osteoarthritis,OA)的关键因素之一。然而,软骨细胞在基质力学微环境发生变化过程中的炎症响应目前尚不清楚。【方法】利用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)模拟正常和OA软骨细胞周基质(pericellular matrix,PCM)硬度,制备不同硬度的细胞培养基底,定量分析基底硬度和炎症因子白细胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)协同作用对软骨细胞形态、炎症介质和基质重塑蛋白表达的影响。首先,定量分析了不同基底硬度和IL-1β对软骨细胞前列腺素E2(prostaglandin,PGE2)和一氧化氮(NO)分泌水平的影响;其次,采用免疫荧光技术分析了IL-1β对不同硬度基底上软骨细胞铺展面积和核面积的影响;最后,采用Western blot分析了不同硬度基底上软骨细胞Ⅱ型胶原(typeⅡcollagen,COLⅡ)和基质金属蛋白酶13(matrix metalloproteinase-13,MMP13)蛋白水平的表达。【结果】实验结果表明,基底硬度介导软骨细胞对炎症信号IL-1β的响应。软基底显著增强PGE2和NO释放量(P<0.0001)及MMP-13的蛋白表达水平(P<0.05),而IL-1β能进一步增强这一调控作用;硬基底能显著促进软骨细胞铺展面积、核面积(P<0.0001)和Ⅱ型胶原蛋白表达水平(P<0.01),IL-1β加入后同样能进一步增强这种调控作用。【结论】有助于揭示软骨细胞感受基质力学微环境的力学生物学调控机制,同时也为优化细胞诱导性生物材料的设计提供了参考。 展开更多
关键词 软骨细胞 基底硬度 白细胞介素1Β 细胞周基质 Ⅱ型胶原 基质金属蛋白酶13
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基于神经网络的袋鼠软骨组织材料参数反演及非线性特性分析
2
作者 马钰 桑建兵 +2 位作者 李洋 梁炜光 魏新宇 《河北工业大学学报》 CAS 2024年第2期30-35,63,共7页
软骨损伤和退变会导致骨关节炎等疾病的发生,因此深入研究软骨的力学性能并确定其材料参数是生物力学领域重点关注的课题之一。本文首先建立了袋鼠肩关节软骨组织的有限元模型,将软骨组织视为超弹性材料并采用二阶缩减多项式本构模型,... 软骨损伤和退变会导致骨关节炎等疾病的发生,因此深入研究软骨的力学性能并确定其材料参数是生物力学领域重点关注的课题之一。本文首先建立了袋鼠肩关节软骨组织的有限元模型,将软骨组织视为超弹性材料并采用二阶缩减多项式本构模型,同时在有限元分析中考虑了应变率对力学行为的影响,对软骨组织的压痕过程进行了有限元仿真,得到其变形特征及应力分布规律。其次,搭建了对软骨组织进行材料参数反演的神经网络智能算法,对其本构参数进行了预测,得到了能够准确描述软骨变形行为的材料参数。研究结果表明:神经网络与有限元相结合是预测软骨超弹性材料参数的一种高效、准确的方法,可以有效评估软骨组织力学性能,为关节软骨类病理研究和修复提供参考和帮助。 展开更多
关键词 软骨 神经网络 有限元分析 应变率 超弹性
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高通量自动化类器官芯片研究进展
3
作者 孟繁露 韩益明 +1 位作者 修继冬 黄建永 《天津医药》 CAS 2024年第1期1-3,共3页
类器官是利用干细胞的自更新和自组织能力在体外构建的三维多细胞培养物,其复现了对应器官或组织的关键结构和功能特征,为发育生物学、再生医学、疾病建模和药物开发等领域提供了理想的体外模型和研究平台。然而,传统的类器官培养体系... 类器官是利用干细胞的自更新和自组织能力在体外构建的三维多细胞培养物,其复现了对应器官或组织的关键结构和功能特征,为发育生物学、再生医学、疾病建模和药物开发等领域提供了理想的体外模型和研究平台。然而,传统的类器官培养体系依赖于手动操作,培养流程较为繁琐,且培养物个体差异和批次差异较大,成为限制类器官转化和应用的重要原因之一。因此,工程化类器官培养体系通过引入微流控芯片技术来提升类器官培养体系的通量和自动化程度,对于实现类器官大规模、均质化、标准化培养具有重要意义。该文综述了高通量自动化类器官芯片的研究进展,并探讨了类器官培养通量和标准化的主要限制性因素和潜在挑战。 展开更多
关键词 类器官 高通量筛选分析 自动化 实验室 微井阵列 器官芯片
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深度学习图像识别辅助原子力显微镜单细胞力学特性精准高效探测
4
作者 吕晓龙 李密 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第2期468-480,共13页
目的原子力显微镜(AFM)的出现为生命科学研究提供了强大工具,特别是AFM压痕实验技术已成为细胞力学特性探测的重要方法,从单细胞尺度为生理病理活动过程带来了大量新的认识,是对传统生化集群平均研究方法的有力补充。然而现有AFM压痕实... 目的原子力显微镜(AFM)的出现为生命科学研究提供了强大工具,特别是AFM压痕实验技术已成为细胞力学特性探测的重要方法,从单细胞尺度为生理病理活动过程带来了大量新的认识,是对传统生化集群平均研究方法的有力补充。然而现有AFM压痕实验技术存在着依赖人工、效率低下等不足,严重制约了其在生命科学领域的实际应用。本文通过将光学显微成像自动目标识别技术与AFM压痕技术结合,建立了单个游离态细胞及聚团生长细胞的力学特性精准高效测量方法。方法利用YOLO深度学习算法识别出光学图像中细胞的中心部位,并通过嵌入视觉转换器(ViT)模块的双UNet神经网络模型对细胞边缘部位进行精确分割,同时采用模板匹配算法对光学图像中AFM微球探针进行定位,在此基础上自动确定AFM探针上的微球针尖与细胞不同部位之间的空间位置关系,进而对细胞中心部位和边缘部位的力学特性进行快速测量。选取HEK 293(人胚胎肾细胞)和HGC-27(人未分化胃癌细胞)两种细胞进行验证实验,并利用Hertz模型对获取的力曲线进行分析以得到细胞杨氏模量。结果在深度学习光学图像自动识别导引下可将AFM探针准确移动至细胞不同部位(中心和边缘)进行力学特性测量,同时实验结果表明,本文提出的方法不仅可对单个游离态细胞进行可靠测量,也适用于聚团生长的细胞。结论深度学习图像识别在辅助AFM单细胞力学特性精准高效探测方面具有巨大潜力,将深度学习图像识别与AFM结合有助于发展面向生物医学应用的高通量单细胞力学特性测量方法。 展开更多
关键词 原子力显微镜 细胞力学特性 光学图像 深度学习 杨氏模量 微球探针
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生物盔甲及仿生鳞片状柔性防护装具研究进展 被引量：1
5
作者 朱德举 王丹 杨俊杰 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期199-212,共14页
传统的防护装具存在质量大、不易变形等缺点,近年来仿生物盔甲结构的防护装具得到了较大发展,较好地解决了防护性能与柔性两者不能兼顾的问题.本文综述典型生物盔甲的多级结构与力学性能、仿生防护装具的设计与制备,讨论现代仿生鳞片状... 传统的防护装具存在质量大、不易变形等缺点,近年来仿生物盔甲结构的防护装具得到了较大发展,较好地解决了防护性能与柔性两者不能兼顾的问题.本文综述典型生物盔甲的多级结构与力学性能、仿生防护装具的设计与制备,讨论现代仿生鳞片状柔性防护装具的材料与结构、防护性能与机理等相关进展以及应用前景.指出现阶段存在的主要问题,展望高性能仿生柔性防护装具的未来发展方向. 展开更多
关键词 仿生 弹道测试 生物盔甲 防护装具 防弹性能 柔性
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仿犰狳鳞片结构的躯干柔性防护装具抗穿甲燃烧弹侵彻性能
6
作者 朱德举 王丹 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期147-154,共8页
根据犰狳外骨皮盔甲的结构形态,设计了由SiC陶瓷和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)构成的双层结构的仿生复合鳞片和新型柔性防护装具.该柔性防护装具由上层鳞片层与下层垫层组成,其中鳞片层由周期性排列复合鳞片构成,垫层为UHMWPE纤维层.采用M... 根据犰狳外骨皮盔甲的结构形态,设计了由SiC陶瓷和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)构成的双层结构的仿生复合鳞片和新型柔性防护装具.该柔性防护装具由上层鳞片层与下层垫层组成,其中鳞片层由周期性排列复合鳞片构成,垫层为UHMWPE纤维层.采用MTS C43电子式万能试验机对防护装具进行了柔性测试,并依据《军用防弹衣安全技术性能要求》(GJB 4300A―2012)标准Ⅲ级弹道防护性能要求对其进行了弹道测试.分析了复合鳞片的厚度比、垫层数量、穿甲燃烧弹侵彻区域等因素对防护装具防护性能的影响,以及防护装具在集中荷载作用下刚度的变化过程.结果表明:该新型柔性防护装具具备良好的防护性能,不同侵彻区域对破坏范围具有显著影响;在集中荷载作用下垫层限制了鳞片层的弯曲变形,降低了整体柔性. 展开更多
关键词 仿生 复合鳞片 柔性 弹道测试 侵彻
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基于原子力显微镜的细胞力学性质的表征、测量和应用
7
作者 王记增 何飞 杨宸栋 《兰州大学学报（医学版）》 2023年第9期1-8,15,共9页
医学与工程技术的交叉融合,即医工融合,已日益成为驱动现代医学不断进步的关键推动力,正在对传统医学技术和方法产生深远影响,生物力学的发展壮大正是其重要体现形式之一。生物力学主要通过融合生物医学与力学原理方法,对生命过程中的... 医学与工程技术的交叉融合,即医工融合,已日益成为驱动现代医学不断进步的关键推动力,正在对传统医学技术和方法产生深远影响,生物力学的发展壮大正是其重要体现形式之一。生物力学主要通过融合生物医学与力学原理方法,对生命过程中的运动与变形等力学因素及其作用进行定量研究,以更好地认识生命过程的规律,解决生命与健康领域的科学问题。细胞力学是生物力学向微观发展的前沿分支之一,聚焦于细胞以及亚细胞结构生物学特性与行为的定量力学原理与调控途径。而细胞的力学性质则是指其在承载、变形、蠕变、松弛、流变、应力-应变关系等方面的特性,本质上为细胞受内部结构成分、组织形式和外部微环境控制而对外部机械刺激产生响应的一种可测量特征的体现形式。 展开更多
关键词 细胞力学性质 原子力显微镜 赫兹接触 幂律黏弹性 生物医学应用 医工融合 癌细胞 干细胞
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力敏感受体介导细胞功能调控的力学生物学研究 被引量：1
8
作者 张欢 赵国清 +1 位作者 冯锦腾 林敏 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期48-153,共106页
细胞膜是细胞与外部环境进行物质与能量交换的界面,是调节细胞正常生命活动的重要结构基础.细胞膜上力敏感受体可通过力学作用方式参与并影响细胞的力信号转导等功能.整合素和钙黏素是细胞膜上典型的力敏感受体,可介导细胞与细胞周围基... 细胞膜是细胞与外部环境进行物质与能量交换的界面,是调节细胞正常生命活动的重要结构基础.细胞膜上力敏感受体可通过力学作用方式参与并影响细胞的力信号转导等功能.整合素和钙黏素是细胞膜上典型的力敏感受体,可介导细胞与细胞周围基质或邻近细胞发生力学作用,并将力学刺激信号转导为生化信号,进而激活细胞内一系列应答反应,最终影响细胞生长、分化、增殖、凋亡和迁移等功能.力敏感受体介导细胞功能调控研究已成为探索细胞主动响应外界复杂力学微环境的力学生物学机制的关键,为进一步深入认识生理和病理状态下细胞功能变化规律,为揭示疾病的发生、发展机制提供重要的力学生物学理论与实验依据.本文总结了力敏感受体介导细胞功能调控的国内外研究进展;介绍了黏附界面处典型力敏感受体的结构和功能;总结了这些力敏感受体参与的细胞力信号感知与响应的数理模型;概述了细胞通过力敏感受体进行力学信号转导的过程;介绍了黏附介导细胞功能调控的力学生物学过程和机制;简述了体外构建模拟细胞力学微环境中细胞-细胞外基质和细胞-细胞力学相互作用的技术;指出了力敏感受体介导细胞功能调控的力学生物学研究发展趋势和未来方向. 展开更多
关键词 黏附界面 细胞力学响应 力学生物学 力信号转导 力学模型
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载瘤动脉双向流固耦合动力学数值模拟分析 被引量：1
9
作者 王得辰 张俊婷 樊佳伟 《中北大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第1期16-23,共8页
本文针对血液流动与载瘤动脉壁间的双向耦合作用,利用有限元数值模拟方法研究并探讨了不同弯曲度、不同瘤高因素下,载瘤动脉在单个心动周期内血液的流动状态,以及影响血管壁的应力、应力分布及破裂的动力学因素。研究结果表明:不同弯曲... 本文针对血液流动与载瘤动脉壁间的双向耦合作用,利用有限元数值模拟方法研究并探讨了不同弯曲度、不同瘤高因素下,载瘤动脉在单个心动周期内血液的流动状态,以及影响血管壁的应力、应力分布及破裂的动力学因素。研究结果表明:不同弯曲度的载瘤动脉,在1/4周期时刻动脉瘤内的血流量较小,变形达到最大;在近1/3周期时刻,动脉瘤底部出现较为紊乱的流动;在整个心动周期的最后时刻(t=0.6 s),动脉内血液流动趋于稳定。随着弯曲度的增加,动脉瘤内应力梯度增大,变形程度也增大,更容易发生形变;当弯曲度较小时,动脉瘤内血液流动相对紊乱,但其内部的应力分布较为均匀。随着瘤高的增高,动脉瘤下半部的应力增大,同时动脉瘤的变形也增大。 展开更多
关键词 动脉瘤 血流动力学 数值模型 双向流固耦合
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人工锥体的尺寸对颈椎力学特性的影响
10
作者 张东祥 张弛 +1 位作者 范威 郭立新 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1136-1143,共8页
基于有限元法,研究了人工锥体(AVB)的尺寸对颈椎锥体置换融合术(VBRF)重建结构生物力学特性的影响.首先,开发了一个Abaqus插件,其可以参数化建立人工锥体三维模型并配合颈椎有限元模型建立VBRF有限元模型;其次,对多种VBRF模型(AVB的尺... 基于有限元法,研究了人工锥体(AVB)的尺寸对颈椎锥体置换融合术(VBRF)重建结构生物力学特性的影响.首先,开发了一个Abaqus插件,其可以参数化建立人工锥体三维模型并配合颈椎有限元模型建立VBRF有限元模型;其次,对多种VBRF模型(AVB的尺寸不同)进行有限元分析;最后,引入了与植入物和椎骨融合密切相关的重要指标Pease值(终板中利于骨生长的应变面积与终板总面积的比值),并进行了比较.结果表明:在AVB大小相同壁厚不同的条件下终板Pease值没有明显差异,但是,AVB的大小对终板的Pease值有显著影响.AVB的外半径在4~6mm之间时,Pease值相对较高,更有利于植入物与椎骨融合. 展开更多
关键词 锥体置换融合术 人工锥体 应力遮蔽 有限元分析 Abaqus插件
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正方形力学约束对微组织非均一性的影响
11
作者 窦婷 邓林红 王翔 《生物医学工程研究》 2023年第3期250-256,共7页
为探究组织力学微环境,尤其是力学约束产生的张力如何影响细胞外基质非均一结构的形成,本研究制备了一种正方形聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)微弦,并将由成纤维细胞和胶原构成的微组织培养在微弦上。研究表明,微组织在微... 为探究组织力学微环境,尤其是力学约束产生的张力如何影响细胞外基质非均一结构的形成,本研究制备了一种正方形聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)微弦,并将由成纤维细胞和胶原构成的微组织培养在微弦上。研究表明,微组织在微弦直角区域受到的力学约束高于中央区域。通过对不同力学约束区域中细胞和细胞外基质进行表征和对比发现,高力学约束内的细胞呈各向同性分布,并表达出更高水平的纤连蛋白,导致其硬度增大,证明正方形力学约束可诱导非均一致密微组织的形成。此外,4 kDa葡聚糖在高力学约束区域的扩散速度明显低于低力学约束区域,该结果将有助于进一步了解大分子药物在组织内部的传递。 展开更多
关键词 力学边界 3D微组织 成纤维细胞 细胞质基质 纤维排列 细胞增殖 大分子扩散
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基于原子力显微镜的溶液环境下单个天然状态病毒颗粒多参数成像及纳米力学特性分析
12
作者 杨艳琪 冯雅琦 +1 位作者 魏佳佳 李密 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1728-1741,共14页
目的研究单个病毒颗粒的行为特性对于揭示调控病毒生命周期的内在机制、发展新型抗病毒治疗方法具有重要基础意义。原子力显微镜(AFM)的出现为高分辨率探测单个病毒颗粒的结构和力学特性提供了新的强大工具,极大地促进了物理病毒学的发... 目的研究单个病毒颗粒的行为特性对于揭示调控病毒生命周期的内在机制、发展新型抗病毒治疗方法具有重要基础意义。原子力显微镜(AFM)的出现为高分辨率探测单个病毒颗粒的结构和力学特性提供了新的强大工具,极大地促进了物理病毒学的发展。然而,目前人们对于力学特性在病毒生命活动过程中调控作用的认知仍然很不足,特别是利用多参数AFM成像技术对病毒颗粒开展的研究还不多见。本文结合AFM多参数成像技术和压痕实验技术研究了溶液环境下化学刺激诱导的单个天然状态病毒颗粒结构及力学特性动态变化。方法通过在盖玻片基底表面覆盖一层多聚赖氨酸以将慢病毒颗粒吸附到基底,随后利用AFM直接在溶液环境下对天然状态的单个病毒颗粒进行探测。基于AFM峰值力轻敲(PFT)多参数成像模式,同时获取单个病毒颗粒的形貌结构及力学特性图。在AFM形貌图导引下控制AFM探针移动至单个病毒颗粒中央部位进行压痕实验以测量病毒力学特性。利用75%酒精溶液对病毒颗粒进行处理后,对病毒颗粒的形貌结构及力学特性变化情况进行观测。结果利用AFM在溶液环境下可对单个病毒颗粒的形貌及力学特性进行高质量成像表征,实验结果显示病毒颗粒在空气中和溶液中分别呈现不同的黏附特性和弹性特性。经过酒精处理后,病毒颗粒形状变得不规则,且病毒颗粒的杨氏模量显著增加,形变能力显著减弱。结论本文结果为研究溶液环境下单个天然状态病毒颗粒的结构和纳米力学特性提供了新的方法,对于病毒学研究具有广泛的基础意义。 展开更多
关键词 原子力显微镜 病毒颗粒 多参数AFM成像 纳米力学特性 力曲线 杨氏模量
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纤维化疾病中的机械敏感性离子通道Piezo1 被引量：1
13
作者 尹诗韵 陈国宝 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2580-2590,共11页
Piezo1是哺乳动物中新发现的一种机械敏感(mechanosensitive,MS)离子通道,在不同组织和器官中发挥着重要功能,包括骨骼、泌尿道、眼球和动脉等。然而,异常的Piezo1机械传导会造成多种疾病的发生并促进病程的发展。纤维化疾病几乎可以发... Piezo1是哺乳动物中新发现的一种机械敏感(mechanosensitive,MS)离子通道,在不同组织和器官中发挥着重要功能,包括骨骼、泌尿道、眼球和动脉等。然而,异常的Piezo1机械传导会造成多种疾病的发生并促进病程的发展。纤维化疾病几乎可以发生在任何一个组织和器官中,其主要特征是胶原蛋白和其他细胞外基质(extracellular matrix,ECM)成分的过度交联与累积,最终导致组织器官刚度增加,生理功能受到影响。目前,越来越多的研究表明,Piezo1在纤维化疾病的发生和发展中扮演着重要的调控作用,与其基质力学状态变化有着密切联系。本文叙述了Piezo1的结构和激活机理,并且系统地总结了Piezo1在心、肾、胰和肝等多种器官纤维化疾病中的研究进展,以期为纤维化疾病的治疗提供新的视角和策略。 展开更多
关键词 Piezo1 纤维化 机械敏感通道 靶向治疗 基质力学
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气道平滑肌细胞长距离促进胶原基质的重构作用
14
作者 胡燕玲 董羽涵 +2 位作者 董伯翊 邓林红 欧阳明星 《生物医学工程研究》 2023年第2期159-166,共8页
本研究利用微加工图形技术,设计了气道平滑肌细胞团的点阵排布,通过荧光标记胶原蛋白,以可控和可视化的方式研究细胞长距离促进胶原基质重构的力学机制。实验结果显示,24 h内,相距300μm的细胞之间能有效生成胶原纤维条带,在相距800μm... 本研究利用微加工图形技术,设计了气道平滑肌细胞团的点阵排布,通过荧光标记胶原蛋白,以可控和可视化的方式研究细胞长距离促进胶原基质重构的力学机制。实验结果显示,24 h内,相距300μm的细胞之间能有效生成胶原纤维条带,在相距800μm的细胞团组之间也有此现象,表明细胞能长距离地精确调控胶原基质的重构作用。进一步探索该现象的细胞力学机制,发现加入肌动蛋白骨架和收缩力的抑制剂均阻止了胶原纤维的发生,而添加钙离子抑制剂的实验结果证明细胞钙信号参与了胶原重构。本研究初步验证了细胞收缩力和钙信号的传导作用,可为进一步深入研究细胞群体力学交流水平上的力学信号转导通路提供思路。 展开更多
关键词 细胞长距离力学通讯 细胞微加工图形排布 胞外基质重构 细胞力学机制
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基于单轴拉伸试验的牙周膜力学特性研究
15
作者 许江 宋阳 +3 位作者 张春秋 刘德海 高菁兰 祁晨希 《天津理工大学学报》 2023年第5期56-63,共8页
牙周膜是连接牙齿和牙槽骨的结缔组织,具有缓冲和传递咀嚼咬合力的作用。正畸力作用下牙周膜的生物力学特性直接影响牙槽骨的改建和牙齿移动。采用猪下颌骨中的切牙为试验对象,使用动态热分析仪进行剪切试验,在不同频率及不同振幅条件... 牙周膜是连接牙齿和牙槽骨的结缔组织,具有缓冲和传递咀嚼咬合力的作用。正畸力作用下牙周膜的生物力学特性直接影响牙槽骨的改建和牙齿移动。采用猪下颌骨中的切牙为试验对象,使用动态热分析仪进行剪切试验,在不同频率及不同振幅条件下对其牙周膜的力学特性进行研究,结果表明:猪牙周膜的损耗模量、储能模量与频率、振幅呈正相关,二者随着频率与振幅的增长趋势类似。 展开更多
关键词 牙周膜 动态热分析仪 储能模量 损失模量 损失因子
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胶原蛋白在云母基底上的生物力学研究
16
作者 时霄鹏 张春秋 王鑫 《天津理工大学学报》 2023年第3期60-64,共5页
胶原蛋白是脊椎动物的主要结构蛋白之一,在生物体内通过单体自组装形成有趋向特点的组织结构和器官,胶原蛋白纤维的取向特点在组织力学性能及生理生化功能上有着重要的作用。选用原子力显微镜为研究工具,表征了鼠尾与牛皮Ⅰ型胶原蛋白... 胶原蛋白是脊椎动物的主要结构蛋白之一,在生物体内通过单体自组装形成有趋向特点的组织结构和器官,胶原蛋白纤维的取向特点在组织力学性能及生理生化功能上有着重要的作用。选用原子力显微镜为研究工具,表征了鼠尾与牛皮Ⅰ型胶原蛋白在基底上的生长情况,研究发现:鼠尾胶原蛋白在白云母基底上形成无序的胶原蛋白纤维组织,牛皮胶原蛋白与白云母基底上的胶原蛋白纤维之间呈平行排列,表明不同来源的胶原蛋白在相同理化微环境下自组装产物并不完全相同,而研究不同来源的Ⅰ型胶原蛋白在基底上的生长差异性对于组织工程修复具有重要意义。 展开更多
关键词 胶原蛋白 自组装 原子力显微镜 组织工程
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神效散促进骨折愈合的红外光谱分析
17
作者 卢克俭 吕林蔚 杨士彩 《天津理工大学学报》 2023年第4期64-68,共5页
通过傅里叶变换红外光谱(fourier transform infra-red,FTIR)分析了神效散巴布剂的主要成分三七总皂苷对皮质骨骨折愈合过程的促进作用。采用FTIR对6只6月龄体质量为2~2.5 kg的雌性新西兰大白兔进行化学成分测定。其中,构建夹板固定组的... 通过傅里叶变换红外光谱(fourier transform infra-red,FTIR)分析了神效散巴布剂的主要成分三七总皂苷对皮质骨骨折愈合过程的促进作用。采用FTIR对6只6月龄体质量为2~2.5 kg的雌性新西兰大白兔进行化学成分测定。其中,构建夹板固定组的3只大白兔桡骨骨折模型,采用传统夹板绑缚;对神效散组的3只大白兔在骨折区域外敷神效散巴布剂。分别在术后第4周和6周每组处死1只,取桡骨骨痂测量FTIR。通过计算各组光谱中主要特征带的面积,并分析夹板固定组4周、神效散组4周及6周的基质矿物质比率、碳酸盐替代等参数。研究表明:夹板固定组4周,兔骨还在经历羟基磷灰石增加阶段,而神效散组4周,兔骨折愈合过程已基本完成,且随药物作用时间的增加,骨痂中仍有新的羟基磷灰石生成。 展开更多
关键词 傅里叶变换红外光谱 皮质骨 骨折愈合 生化微环境
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斑马鱼C型机动运动数据重构与性能分析
18
作者 刘元森 余永亮 +1 位作者 鲍麟 高梦忱 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期25-35,共11页
在鱼类机动性能研究中,获取高精度运动学和动力学实验数据至关重要。本文搭建基于机器视觉的高速摄影平台,获取了斑马鱼C型机动运动的顶视序列图像;使用数学形态学算法提取图像中的鱼体外轮廓和中线,建立了简化的三维鱼体模型;通过“鱼... 在鱼类机动性能研究中,获取高精度运动学和动力学实验数据至关重要。本文搭建基于机器视觉的高速摄影平台,获取了斑马鱼C型机动运动的顶视序列图像;使用数学形态学算法提取图像中的鱼体外轮廓和中线,建立了简化的三维鱼体模型;通过“鱼–水”系统的动量和动量矩守恒算法,获得鱼体的运动学数据,并分析了作用于鱼体的流体动力和机械能的变化规律。在鱼体模型建立过程中,对尾鳍进行面积的二阶矩等效处理,完成了尾鳍长度的合理修正。经一系列标准算例验证,采用数字图像处理技术重构的动力学数据与标准模型误差在3.1%以内。结果表明:鱼体C型机动运动中最大加速度与最大角加速度存在线性关系;C型起动中平动能占主导,C型转弯中转动能占主导。 展开更多
关键词 斑马鱼 C型机动运动 数字图像处理 运动学 动力学 力能学
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