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中国脊柱脊髓杂志 2010年第11期20卷 895-897页

作者：韦兴胡明涛史亚民侯树勋冯西桥解放军总医院第一附属医院骨科北京市100048 清华大学力学系生物力学实验室北京市100084

目的:应用有限元分析的方法,模拟腰椎侧凸矫形手术,探讨内固定螺钉位置对脊柱侧凸矫形的效果。方法:利用Simpleware软件建立L1～L5侧凸的三维有限元模型,侧凸角40°。在此模型上设计6组(A～F组)凹侧椎弓根螺钉置入计划,其中A-E组为5个... 详细信息

目的:应用有限元分析的方法,模拟腰椎侧凸矫形手术,探讨内固定螺钉位置对脊柱侧凸矫形的效果。方法:利用Simpleware软件建立L1～L5侧凸的三维有限元模型,侧凸角40°。在此模型上设计6组(A～F组)凹侧椎弓根螺钉置入计划,其中A-E组为5个椎体依次空缺1个螺钉,F组作为对照行5个椎体置钉,连接矫形棒。应用ANSYS和ADAMS软件,计算矫形过程中反旋转和回弹时置入物所受载荷(最大扭矩及最大拔出力)以及脊椎的应力应变场。结果:6组矫形结束后的侧凸角分别为30°、23°、25°、22°、29°、21°。所需最大扭矩分别为3.1N·m、3.3N·m、4.6N·m、3.4N·m、4.2N·m和3.3N·m。螺钉所承受最大拔出力分别为418N、383N、437N、395N、420N和380N。结论:在保持一定固定范围条件下,间断减少非弧顶固定螺钉,在三维有限元模型上可得到较好的矫形效果。

关键词：脊柱侧凸生物力学有限元分析

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果蝇背部闭合的生物力学模型

果蝇背部闭合的生物力学模型

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第十二届全国生物力学学术会议暨第十四届全国生物流变学学术会议

作者：高原李博冯西桥清华大学工程力学系生物力学与医学工程研究所

目的背部闭合是果蝇胚胎发育中的重要过程,也是生物力学的重要研究系统,为揭示该过程的力学作用机理。方法建立了一个描述闭合过程的多尺度力学模型,在两个闭合面之间考虑存在主动收缩的内聚力区,内聚力关系可通过建立伪足主动收缩的...

目的背部闭合是果蝇胚胎发育中的重要过程,也是生物力学的重要研究系统,为揭示该过程的力学作用机理。方法建立了一个描述闭合过程的多尺度力学模型,在两个闭合面之间考虑存在主动收缩的内聚力区,内聚力关系可通过建立伪足主动收缩的本构关系得到。通过该模型,可以求得缺口闭合的时间历程以及内聚区的形状演化。结果各力对背部闭合过程的贡献可通过应力场进行模拟;随着闭合的进行,闭合的速度不断加快,理论预测与实验

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丝束蛋白在小鼠胚胎干细胞中作用研究

丝束蛋白在小鼠胚胎干细胞中作用研究

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第十二届全国生物力学学术会议暨第十四届全国生物流变学学术会议

作者：范彦雷冯西桥清华大学航天航空学院

目的丝束蛋白(Fascin)参与微丝束的形成,促使伪足的形成,在细胞运动和细胞结构维持都发挥着重要作用。近年来研究发现丝束蛋白还具有调节癌细胞克隆球的形成以及干细胞相关基因的表达。然而目前尚无该蛋白在胚胎干细胞中的研究报道。因...

目的丝束蛋白(Fascin)参与微丝束的形成,促使伪足的形成,在细胞运动和细胞结构维持都发挥着重要作用。近年来研究发现丝束蛋白还具有调节癌细胞克隆球的形成以及干细胞相关基因的表达。然而目前尚无该蛋白在胚胎干细胞中的研究报道。因此,丝束蛋白在胚胎干细胞中的作用以及对其命运的影响的研究显得尤为重要。方法利用小鼠胚胎干细胞(mESCs)做为研究对象,采用了免疫荧光染色,实时定量PCR(Real-Time PCR)等技术,利用小分子化学抑制剂,基因沉默(siRNA)和过表达等分子生物学手段,对Fascin在mESCs的调节作用

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生物菌落膜表面形貌形成的力学研究

生物菌落膜表面形貌形成的力学研究

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北京力学会第二十二届学术年会

作者：张程李博冯西桥清华大学微纳米力学和多学科交叉创新研究中心清华大学航天航空学院工程力学系

细菌在生长过程中常常要面对抗生素、宿主免疫系统、营养物质和氧气缺乏等种种挑战。为了应对生存环境的变化,细菌自发形成复杂有序的多细胞聚集体——菌落膜。菌落膜一般包被一层由粘附素、淀粉样蛋白和胞外多糖组成的胞外基质1-4],细... 详细信息

细菌在生长过程中常常要面对抗生素、宿主免疫系统、营养物质和氧气缺乏等种种挑战。为了应对生存环境的变化,细菌自发形成复杂有序的多细胞聚集体——菌落膜。菌落膜一般包被一层由粘附素、淀粉样蛋白和胞外多糖组成的胞外基质1-4],细胞之间紧密联结。因此,菌落膜具有类似组织结构的性质,具备抵抗抗生素和杀菌剂威胁的能力,从而有效地规避宿主免疫系统的影响5,6]。另一方面,菌落膜的形成在许多方面也

关键词：工程力学生物菌落膜表面形貌临界失稳

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细胞粘附的有限元模拟

细胞粘附的有限元模拟

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损伤、断裂与微纳米力学学术研讨会

作者：申文冯西桥清华大学工程力学系应用力学教育部重点实验室

本文基于连续介质力学和有限元方法,对细胞与基底的粘附问题进行了数值模拟。首先建立了动态接触过程中的粘附模型,并利用有限元方法,模拟了细胞与基底的粘附过程,考虑了界面粘附能、外力等参数对粘附过程的影响,得到了粘附过程中细胞... 详细信息

本文基于连续介质力学和有限元方法,对细胞与基底的粘附问题进行了数值模拟。首先建立了动态接触过程中的粘附模型,并利用有限元方法,模拟了细胞与基底的粘附过程,考虑了界面粘附能、外力等参数对粘附过程的影响,得到了粘附过程中细胞形态的变化规律,并分析了粘附过程的力学特性。

关键词：细胞力学接触力学粘附有限元

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多场耦合载荷对废用状态下骨损伤的影响

多场耦合载荷对废用状态下骨损伤的影响

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中国力学学会学术大会'2009

作者：曲传咏余寿文冯西桥清华大学航天航空学院工程力学系

尝试采用损伤力学方法,考虑骨修复和骨重建的影响,建立多物理场作用下骨的损伤力学模型。通过这一模型模拟废用状态下力学载荷对骨损伤量和骨量的影响,并研究电磁刺激对修复骨损伤和抑制骨量丢失的改善作用。结果表明,当外界力载荷减少... 详细信息

尝试采用损伤力学方法,考虑骨修复和骨重建的影响,建立多物理场作用下骨的损伤力学模型。通过这一模型模拟废用状态下力学载荷对骨损伤量和骨量的影响,并研究电磁刺激对修复骨损伤和抑制骨量丢失的改善作用。结果表明,当外界力载荷减少时,骨损伤确实会得到一定程度的修复,然而与此相伴的是不可避免的骨质疏

关键词：骨损伤多场耦合废用生物材料

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生物材料力学研究新进展

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医用生物力学 2011年第5期26卷 395-401页

作者：冯西桥曹艳平赵红平季湘樱清华大学工程力学系生物力学与医学工程研究所

作为生物力学中一个快速发展的重要研究领域,生物材料力学旨在通过实验研究和理论分析,揭示各种天然生物材料的功能、性能、结构和组分之间的基本关系和机理,并为新材料的仿生设计等提供来自大自然的启示。本文综述了近年来我国学者在... 详细信息

作为生物力学中一个快速发展的重要研究领域,生物材料力学旨在通过实验研究和理论分析,揭示各种天然生物材料的功能、性能、结构和组分之间的基本关系和机理,并为新材料的仿生设计等提供来自大自然的启示。本文综述了近年来我国学者在该领域取得的一些最新研究进展,主要内容包括珍珠母、牛角等生物复合材料的强韧化机制,生物材料表面浸润特性与微纳米结构之间的关系,以及相关的一些仿生应用。本文还简要介绍了本期专刊所刊登的7篇邀请文章。

关键词：生物材料多尺度力学仿生强韧化机理微纳米结构表面浸润

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生物断裂力学

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医用生物力学 2021年第S1期36卷 3-3页

作者：冯西桥清华大学工程力学系生物力学与医学工程研究所北京100084

断裂力学的诞生与发展是力学学科在21世纪取得的最重要成就之一,其核心课题是研究材料的断裂机理、规律与模型,并预测和评估结构的安全性与可靠性。断裂力学最初的研究对象主要是工程结构中常用的钢铁、合金、高分子、复合材料等,并逐... 详细信息

断裂力学的诞生与发展是力学学科在21世纪取得的最重要成就之一,其核心课题是研究材料的断裂机理、规律与模型,并预测和评估结构的安全性与可靠性。断裂力学最初的研究对象主要是工程结构中常用的钢铁、合金、高分子、复合材料等,并逐渐拓展到木材、骨骼、珍珠母、蜘蛛丝等具有优异力学性质并具有关键承载功能的硬质材料。近年来断裂力学进一步深入到具有生物活性特征的组织(如肌肉、血管、肌腱、脑组织)、细胞和生物大分子等。

关键词：断裂力学硬质材料力学学科珍珠母蜘蛛丝生物大分子承载功能核心课题

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生物材料的手性传递

生物材料的手性传递

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第五届全国固体力学青年学者研讨会

作者：王建山冯西桥天津大学力学系清华大学工程力学系.北京

手性,是指物体的几何构型与其镜像不能通过平移或旋转等对称性操作而互相重合的几何属性。很多生物材料或系统都具有多级手性,手性在不同尺度或结构层次上具有不同的形式。较低结构层次的某种手性往往会导致较高结构层次的另一种手性,... 详细信息

手性,是指物体的几何构型与其镜像不能通过平移或旋转等对称性操作而互相重合的几何属性。很多生物材料或系统都具有多级手性,手性在不同尺度或结构层次上具有不同的形式。较低结构层次的某种手性往往会导致较高结构层次的另一种手性,即发生手性的传递。手性传递在很大程度上决定了材料的形貌和性能,并导致材料的手性生长,对生物材料的性能和功能等具有重要意义。目前,对于生物材料手性传递的机制还不清楚。本文以纸条和攀附植物卷须为例,从力学角度研究了生物材料中的手性传递及其导致的手性生长。纸条扭转带和植物卷须的手性生长,实际上是手性的多尺度传递过程。本文给出了纸条扭转过程中多尺度手性传递的物理机制,建立了一个二维的纤维网络结构模型来定量描述手性的传递,并讨论了其尺寸效应。本文还设计了简单的实验,通过微结构观测和理论模拟研究了攀附植物卷须的手性传递,发现了手性传递的物理机制,给出了手性生长的卷须形状方程,从手性角度揭示了卷须手性生长的微观机制。本文的研究对于多级手性材料的设计组装、理解生物世界中普遍存在的手性生长具有较重要意义,对于智能微纳米器件的设计和制备具有一定启发意义。

关键词：生物材料手性传递手性生长形状方程

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表面吸附引起微梁的静态弯曲和共振频移

表面吸附引起微梁的静态弯曲和共振频移

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损伤、断裂与微纳米力学学术研讨会

作者：张吉桥余寿文冯西桥广东工业大学建设学院工程力学研究所清华大学工程力学系应用力学教育部重点实验室

本文建立了表面吸附引起微梁静态弯曲和共振频移的力学模型。首先,通过分析吸附原子-微梁系统的总势能,应用最小势能原理,得到了微梁的挠曲线函数,定量计算了弯曲挠度随吸附原子密度的变化。通过分析吸附原子-微梁系统的总势能和动能,... 详细信息

本文建立了表面吸附引起微梁静态弯曲和共振频移的力学模型。首先,通过分析吸附原子-微梁系统的总势能,应用最小势能原理,得到了微梁的挠曲线函数,定量计算了弯曲挠度随吸附原子密度的变化。通过分析吸附原子-微梁系统的总势能和动能,应用哈密顿原理,得到了系统的共振频率,定量计算了共振频率随吸附原子密度的变化。考虑到固体的表面层具有一定的厚度,研究了表面弹性和表面层厚度对微梁的弯曲挠度和共振频率的影响。

关键词：表面吸附微梁静态弯曲共振频移

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