活骨組織應(yīng)力與重建適應(yīng)實(shí)驗(yàn)及其生物模型研究.pdf

1、本文從生物力學(xué)角度出發(fā),將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、三維圖形重構(gòu)、計(jì)算力學(xué)、參數(shù)識(shí)別反問(wèn)題等理論、近代醫(yī)學(xué)理論與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)相融合,發(fā)揮多學(xué)科交叉的優(yōu)勢(shì),進(jìn)行骨骼解剖結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能與正常功能相適應(yīng)的研究,并建立活骨組織應(yīng)力與重建適應(yīng)生物模型.這種生物建型是在宏觀尺度意義下進(jìn)行的.論文各章節(jié)主要工作概述如下:第一章主要闡述了生物力學(xué)及骨力學(xué)的定義,簡(jiǎn)單介紹了生物力學(xué)和骨力學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史、研究特點(diǎn)、研究意義和骨力學(xué)的研究方法.接著給出了骨骼生長(zhǎng)與重建的基本

2、概念和基本理論.回顧了應(yīng)力與骨重建理論的發(fā)展進(jìn)程.簡(jiǎn)要介紹了國(guó)內(nèi)生物力學(xué)的發(fā)展?fàn)顩r.最后概述了論文的臨床背景和研究意義.第二章首先概述了骨的組織學(xué)和生理學(xué),然后建立大鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn)研究,系統(tǒng)研究不同應(yīng)力環(huán)境對(duì)大鼠股骨的宏觀幾何結(jié)構(gòu)、解剖學(xué)、組織形態(tài)學(xué)、骨計(jì)量學(xué)、骨密度以及股骨生物力學(xué)性能的影響,并對(duì)應(yīng)力環(huán)境對(duì)大鼠股骨生長(zhǎng)與重建影響的機(jī)理進(jìn)行了討論.實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),活骨組織通過(guò)改變其自身的結(jié)構(gòu)、形狀、組織成分以及生物力學(xué)性能來(lái)

3、適應(yīng)環(huán)境.第三章建立大鼠脛骨骨折模型,從醫(yī)學(xué)和生物力學(xué)多角度研究不同的受力狀態(tài)對(duì)動(dòng)物骨折愈合在組織水平和分子水平的影響:分別在組織學(xué)和力學(xué)細(xì)胞生物學(xué)水平探討了應(yīng)力與骨重建的機(jī)理.研究發(fā)現(xiàn),應(yīng)力環(huán)境影響可間充質(zhì)細(xì)胞的增殖和分化,同時(shí)影響胞外基質(zhì)分子的表達(dá)和巨噬細(xì)胞的遷入,并改變著參與骨折愈合的細(xì)胞間的相互作用.最后進(jìn)行了長(zhǎng)骨內(nèi)開(kāi)口效應(yīng)對(duì)其力學(xué)性能和應(yīng)力分布影響的有限元分析,所得結(jié)論為臨床上骨科手術(shù)的實(shí)施提供有價(jià)值的參考.第四章是本論文的重