人类活体颈椎生物力学性能测试仪器的研制

颈部疼痛和运动障碍是人类的常见病症。不管起因如何，受伤和退化将使颈椎的力学性能发生变化。由于颈椎的生理结构复杂。描述其在三维坐标系的运动状态需要3个平移参数和3个转角参数。为此，我们在颈椎运动力学性能研究时做如下的力学模型简化；把人体的胸部和头部看成是两个刚体，它们之间仅由颈椎相连，当人体的胸部被固定时，头部做曲伸，旋转，侧弯运动，简化为头部绕第一胸椎（T1）的转动。为实现这一运动，我们研制了一套专用的测试装置。测试者接受的是被动测试，头部的旋转是由扭力扳手产生的，当扭力扳手对某轴施加一力偶时，就向被试者头部传递了一力矩T，而此力矩可通过安装在扭力扳后上的力传感器将信号传递到应变仪上测出；头部在这力矩作用下的转角θ则由安装于测试装置上的转角指示器显示，我们分别对四位受试者进行了测试，得到了对应的T-θ曲线图。测试表明，尽管受试个体间存在着特异性，但也能找到一些明显的规律。例如每个受试者颈椎旋转的运动角度要大于其它的几种运动。     

一类生物流体力学模型的稳定性

在研究颅内压集中参数模型的基础上，改进自适应的龙格-库塔法对一类生物流体力学模型进行数值模拟。通过合理控制计算量，得到了微分方程近似解的局部截断误差的估计。使用矩阵特征值分析微分方程的稳定性，在实际生理范围内变化模型参数，得到特征值随参数变化的关系，指出模型中存在实部为正的特征值。文章还讨论了控制矩阵特征值的变化对数值方法稳定步长的影响，并得到步长的取值范围。通过理论分析。得到控制方程的解随时间的发展和模型中生理参数的选取相关。分析了特征值变化的稳定性和参数的关系，并对模型进行改进，讨论其稳定性的情况。     

跳马项目的三维实时动态测量系统

为跳马项目研究的电测系统中引入数字信号处理的传递函数及频谱分析的方法,采集和处理了因人体冲击三维力对信号的耦合干扰造成的十分复杂的响应信号,具有较高的动态测试精度.可以获得跳马动作的全部运动生物力学参数.现已用于中国国家体操队进行计算机辅助训炼.     

The mechanical problems in tumor and tumor microenvironment

肿瘤微环境包括肿瘤细胞、间质细胞、细胞外基质等.其在肿瘤的生长和发展过程中起着关键作用.肿瘤的微环境与正常组织的微环境有着显著的不同.肿瘤中的压应力对微环境有着多方面的影响, 例如, 可调控血管与淋巴管的功能, 造成代谢异常和间质高压, 压缩间隙基质, 增大药物输运的困难, 促进间质细胞变异并诱导肿瘤细胞转移. 因此, 肿瘤中的力学因素引起了广泛关注.本文总结了肿瘤及其微环境力学问题的研究进展, 讨论了肿瘤微环境中应力产生、药物输运、肿瘤转移等问题, 介绍了肿瘤微环境正常化的策略及其对肿瘤治疗的意义.     

生物软组织力学活体测试技术进展

本文综述了近年来有关生物软组织如皮肤、粘膜、肌腱、肌肉、神经和血管等活体状态下进行力学测试的新技术和新的试验装置，讨论了离体和活体生物力学性质之间存在差别的可能因素，以及活体生物软组织力学试验方法在临床应用中的意义。     

受控多体复摆的定性分析

本文讨论多体复摆的运动规律,作为具有单个支点的人体运动模型。系统中各邻接刚体之间作受控的相对运动。利用通路矢量和增广体概念导出系统的动力学普遍方程。对于平面运动的特殊情形,可在相平面内进行定性分析。以人体的站立稳定性和自激摆动为例。     

应变花埋丝技术在齿科修复学上的应用研究

本文通过采用三维应变花埋丝技术，对固定义齿修复的牙周应力分布进行了定量分析研究，绘制了修复前后牙周的应力分布随基牙倾斜角度的变化曲线，测得下颌第二磨牙用作固定桥基牙时近中倾斜的最大角度为７０度，从生物力学的角度证明，固定义齿修复有利于倾斜基牙牙周组织健康、为齿科临床上广泛开展倾斜基牙固定修复提供了依据。     

Mechanical model of lung parenchyma as a two-phase porous medium

The anatomy and geometry of the lung at the micro- and macroscopic level have been described briefly. A notion of lung parenchyma — a macroscopically continuous medium whose mechanical properties result from those of microstructural components — has been adapted. Simplifying assumptions propounded in the constitutive model have been discussed. Two phases have been distinguished in the medium: the solid phase — a highly deformable, nonlinearly elastic skeleton in the form of a thin-walled tissue structure on the micro-scale — and the fluid phase — perfect gas (air) filterating through the structure. General constitutive relations for both phases and their mechanical interactions have ben formulated. Further, the fundamental set of differential equations of the quasi-static coupled problem has been developed. Large deformations, material nonlinearities, and dependence of permeability on skeleton deformation have been included. Matrix formulation of the problem has been presented from the point of view of the finite element method. An implicit iterative time integration scheme has been proposed. The algorithm has been illustrated with results of simple numerical tests.     

骨组织生长重建的力学生物学机制研究进展

生物力学已被证实是骨组织生长、重建及成形当中一个十分重要的因素. 骨组织的损 伤修复过程本质上是细胞的生物学过程和应力作用下的生长过程. 这虽然肯定了生物力学在 骨组织生长、重建过程中的重要地位, 但是, 人们对生物力学因素如何诱导骨生长、 重建的力学生物学机制仍不甚了解. 而骨组织工程需要更为科学完善的细胞生物学机制来研究和探 索骨组织的构建过程. 本文概述了国内外生物力学与骨组织生长重建的宏微观理论, 主要讨 论了骨组织结构及功能形成过程中的力学生物学相关问题.     

Biomechanical research of joint III. An experimental biomechanical research on the Femur's articular surface of knee of pongidae

In this paper, moiré contour fringes is applied to study the femur's articular surface of the knee of Pongidae. The preliminary division of the femur's articular surface of knee into three types is proposed. The moiré contour fringes ofthe medial condyle is taken as a mark according to the references. Owing to the fact that the moiré contour fringes obtained from experiments after the 2nd order of fringe basically follow a certain rule, an investigation is made on the distribution of the angle α which is defined as the angle of the major axis of the 2nd order's near-oval shaped moiré contour fringe on the medial condyle with the horizontal axis. Preliminary distribution graphs are given in the paper.