活骨組織應力與重建適應實驗及其生物模型研究.pdf

1、本文從生物力學角度出發(fā),將計算機仿真技術、三維圖形重構、計算力學、參數(shù)識別反問題等理論、近代醫(yī)學理論與動物實驗相融合,發(fā)揮多學科交叉的優(yōu)勢,進行骨骼解剖結構和力學性能與正常功能相適應的研究,并建立活骨組織應力與重建適應生物模型.這種生物建型是在宏觀尺度意義下進行的.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及骨力學的定義,簡單介紹了生物力學和骨力學的發(fā)展簡史、研究特點、研究意義和骨力學的研究方法.接著給出了骨骼生長與重建的基本

2、概念和基本理論.回顧了應力與骨重建理論的發(fā)展進程.簡要介紹了國內(nèi)生物力學的發(fā)展狀況.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和生理學,然后建立大鼠動物實驗模型,進行3次實驗研究,系統(tǒng)研究不同應力環(huán)境對大鼠股骨的宏觀幾何結構、解剖學、組織形態(tài)學、骨計量學、骨密度以及股骨生物力學性能的影響,并對應力環(huán)境對大鼠股骨生長與重建影響的機理進行了討論.實驗結果發(fā)現(xiàn),活骨組織通過改變其自身的結構、形狀、組織成分以及生物力學性能來

3、適應環(huán)境.第三章建立大鼠脛骨骨折模型,從醫(yī)學和生物力學多角度研究不同的受力狀態(tài)對動物骨折愈合在組織水平和分子水平的影響:分別在組織學和力學細胞生物學水平探討了應力與骨重建的機理.研究發(fā)現(xiàn),應力環(huán)境影響可間充質細胞的增殖和分化,同時影響胞外基質分子的表達和巨噬細胞的遷入,并改變著參與骨折愈合的細胞間的相互作用.最后進行了長骨內(nèi)開口效應對其力學性能和應力分布影響的有限元分析,所得結論為臨床上骨科手術的實施提供有價值的參考.第四章是本論文的重