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椎板多节段切除对颈椎节间稳定性的影响

四川大学学报（工程科学版） 2007年第4期39卷 44-49页

作者：林冬樊瑜波四川大学生物力学工程实验室四川成都610065

根据CT数据建立了颈椎C2-C7节段的三维非线性有限元完整模型,并在此模型基础上建立了椎板切除模型。考察了椎板切除术对颈椎节间稳定性的生物力学影响。将C7椎体下表面固定作为边界条件,采用3种加载模式,即于C2椎体上表面施加1.5 Nm分... 详细信息

根据CT数据建立了颈椎C2-C7节段的三维非线性有限元完整模型,并在此模型基础上建立了椎板切除模型。考察了椎板切除术对颈椎节间稳定性的生物力学影响。将C7椎体下表面固定作为边界条件,采用3种加载模式,即于C2椎体上表面施加1.5 Nm分别沿矢状面、冠状面、轴面方向的纯弯矩。通过计算得到了C5、C4-C5、C4-C5-C6椎板切除后节间运动范围相对于完整模型的增加幅度。结果表明,屈伸、侧弯、旋转载荷模式下,3种不同范围的椎板切除均对颈椎的节间稳定性有较大影响。评价颈椎多节段椎板切除应全面考虑屈伸、侧弯、旋转加载模式下的节间稳定性。

关键词：颈椎椎板切除节间稳定性有限元法

对我国生物力学学科发展的几点思考——纪念冯元桢先生

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医用生物力学 2020年第1期35卷 5-6页

作者：樊瑜波北京航空航天大学北京生物医学工程高精尖创新中心北京航空航天大学医学科学与工程学院北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力学生物学教育部重点实验室

生物力学研究生命中的力学以及力的生物学效应。以"近代生物力学之父"冯元桢先生为杰出代表的科学家们,自上世纪中叶起,奠基并建立了生物力学学科,将工程学的系统思想和演绎方法运用到对生命组织特性和行为的定量描述和预测中,为人们进... 详细信息

生物力学研究生命中的力学以及力的生物学效应。以"近代生物力学之父"冯元桢先生为杰出代表的科学家们,自上世纪中叶起,奠基并建立了生物力学学科,将工程学的系统思想和演绎方法运用到对生命组织特性和行为的定量描述和预测中,为人们进一步理解生命活动、推动人类健康科学的发展提出了至关重要的新思路和新方法。生物力学为探索生命的奥秘、揭示生理病理、发展新的诊

关键词：力学学科康振黄大健康产业几点思考

一种翼状颈椎间融合器(ACIFC)与自体髂骨植入颈椎的即刻稳定性的生物力学对比分析

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中国生物医学工程学报 2008年第5期27卷 745-749,754页

作者：张健樊瑜波四川大学生物医学工程中心成都610065 北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100191

用三维有限元法测试并比较新型翼状颈椎间融合器(ACIFC)和自体髂骨植入融合的生物力学性能,探讨ACIFC用于颈椎椎间前路融合的可行性。在大型有限元分析软件ABAQUS中,分别模拟植入ACIFC和植入自体髂骨的颈椎前路椎体间融合术。进行术后... 详细信息

用三维有限元法测试并比较新型翼状颈椎间融合器(ACIFC)和自体髂骨植入融合的生物力学性能,探讨ACIFC用于颈椎椎间前路融合的可行性。在大型有限元分析软件ABAQUS中,分别模拟植入ACIFC和植入自体髂骨的颈椎前路椎体间融合术。进行术后即刻稳定性的生物力学分析测定,计算出活动度(ROM)、强度、位移等生物力学指标,并与相关实验数据进行了比较性分析。椎间融合器植入后,平均颈椎活动度下降25%,颈椎强度增加37%,刚度增加7%,位移减少7%。与植入前有非常显著性差异(P<0.01)。ACIFC能为颈椎椎间前路融合提供足够的初始生物力学稳定性。

关键词：翼状颈椎融合器生物力学颈椎

PLGA多孔支架降解与成骨细胞相互作用的影响

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北京理工大学学报 2011年第1期31卷 105-108,121页

作者：田虹樊瑜波北京理工大学生命学院北京100081 北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100191

研究聚丙交酯-乙交酯(PLGA)多孔支架降解和大鼠股骨成骨细胞生理活性之间的相互影响.将大鼠股骨成骨细胞接种于PLGA多孔支架上,观察4周降解时间内成骨细胞增殖活性、碱性磷酸酶(ALP)活性和钙浓度的变化以及PLGA相对分子质量损失、拉伸... 详细信息

研究聚丙交酯-乙交酯(PLGA)多孔支架降解和大鼠股骨成骨细胞生理活性之间的相互影响.将大鼠股骨成骨细胞接种于PLGA多孔支架上,观察4周降解时间内成骨细胞增殖活性、碱性磷酸酶(ALP)活性和钙浓度的变化以及PLGA相对分子质量损失、拉伸性能和压缩性能的变化.实验结果表明,支架降解初期,成骨细胞增殖活性较高,ALP活性和分泌钙的浓度较低;支架降解中后期,细胞增殖速度明显减慢,ALP活性和分泌钙的浓度明显下降.接种有细胞的支架降解过程中相对分子质量减小的速度快于对照组,力学拉伸强度和压缩杨氏模量低于对照组.支架材料中后期降解对细胞产生的影响大于降解初期,细胞附着于支架的生理活动加快了支架降解速度.

关键词：成骨细胞 PLGA多孔支架降解细胞活性

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下颌骨骨折内固定的三维有限元分析

生物医学工程学杂志 2009年第3期26卷 534-539页

作者：罗小惠樊瑜波西南科技大学力学实验室绵阳621010 北京航空航天大学生物工程系北京100083

采用三维有限元方法对下颌骨颏部正中骨折坚强内固定治疗早期功能活动中的生物力学行为进行分析。用ANSYS及Pro/E建立下颌骨及小型接骨板-螺钉的三维有限元模型。并通过改变各组咀嚼肌力的大小,进行了四种咬合状态的边界约束。对各种咬... 详细信息

采用三维有限元方法对下颌骨颏部正中骨折坚强内固定治疗早期功能活动中的生物力学行为进行分析。用ANSYS及Pro/E建立下颌骨及小型接骨板-螺钉的三维有限元模型。并通过改变各组咀嚼肌力的大小,进行了四种咬合状态的边界约束。对各种咬合功能下的下颌骨以及接骨板-螺钉固定体系统上的应力应变进行计算分析。同时,比较了不同治疗方案下接骨板上应力应变分布的异同和治疗结果的可行性。结果表明,单板固定的应变和单侧后牙咬合功能下的应变相对较大,不利于骨折的愈合。为临床治疗提供了可靠的理论依据,并为后期的下颌骨骨折内固定的生物力学分析奠定了基础。

关键词：下颌骨坚强内固定三维有限元分析应力应变

力学因素影响骨髓间充质干细胞活性的研究进展

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生物医学工程学杂志 2010年第4期27卷 920-923页

作者：黄艳樊瑜波北京航空航天大学生物与医学工程学院北京100191

骨髓间充质干细胞(BMSCs)在组织修复中具有重要的应用价值,它具有较低的免疫原性、自我更新能力和多向分化潜能,在一定的条件下体内外可以诱导分化为多种细胞类型。近年来研究表明力学因素通过多种信号途径可以影响BMSCs的多种生物学活... 详细信息

骨髓间充质干细胞(BMSCs)在组织修复中具有重要的应用价值,它具有较低的免疫原性、自我更新能力和多向分化潜能,在一定的条件下体内外可以诱导分化为多种细胞类型。近年来研究表明力学因素通过多种信号途径可以影响BMSCs的多种生物学活性。综述了牵张应变、剪切应力、压应力和重力对BMSCs增殖、骨架和多向分化的影响。

关键词：骨髓间充质干细胞力学因素分化增殖

开拓生物力学学科,推进健康事业发展——纪念陶祖莱教授

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医用生物力学 2021年第3期36卷 339-340页

作者：樊瑜波北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力学生物学教育部重点实验室医工交叉创新研究院北京生物医学工程高精尖创新中心医学科学与工程学院北京100083

陶祖莱教授1962年毕业于南京航空学院空气动力学专业,毕业后进入钱学森先生创立领导的中国科学院力学研究所工作,从事超音速进气道研究,先后参与超低空导弹、单兵防空导弹相关研究,期间主要从事不可压缩湍流边界层、湍流减阻等流体力学... 详细信息

陶祖莱教授1962年毕业于南京航空学院空气动力学专业,毕业后进入钱学森先生创立领导的中国科学院力学研究所工作,从事超音速进气道研究,先后参与超低空导弹、单兵防空导弹相关研究,期间主要从事不可压缩湍流边界层、湍流减阻等流体力学领域研究。1977年伴随着"科学的春天"到来,已年届不惑的陶祖莱先生敏锐地关注到世界上新的边缘交叉学科生物力学的兴起,并产生了浓厚的兴趣,进而开展跨学科跨领域的医工交叉。

关键词：边缘交叉学科生物力学湍流减阻湍流边界层空气动力学陶祖莱超音速进气道健康事业

生理载荷作用下上颌中切牙牙周膜应力分布的三维有限元研究

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生物医学工程学杂志 1999年第1期16卷 21-24,28页

作者：樊瑜波张晓峰唐高妍四川大学土木力学系生物力学研究所成都610065 华西医科大学口腔医学院成都610041

以上颌中切牙为解剖学基础建立了三维有限元模型。以生理载荷分别作用于上颌中切牙、天然牙及桩冠修复体，通过计算得到了生理载荷作用下牙周膜的应力分布并与上颌中切牙种植体模式（骨性附着，无牙周膜）在生理载荷作用下的应力分布以... 详细信息

以上颌中切牙为解剖学基础建立了三维有限元模型。以生理载荷分别作用于上颌中切牙、天然牙及桩冠修复体，通过计算得到了生理载荷作用下牙周膜的应力分布并与上颌中切牙种植体模式（骨性附着，无牙周膜）在生理载荷作用下的应力分布以及牙周膜对应力的缓冲作用进行了比较性研究。

关键词：三维有限元牙周膜应力缓冲

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过载性损伤与防护生物力学

力学进展 2020年第1期50卷 124-168页

作者：王丽珍樊瑜波北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京航空航天大学生物医学工程高精尖创新中心

损伤与防护生物力学(injury and protection biomechanics)是研究生物组织或器官损伤机理及其防护方法的一门交叉性学科,属于现代生物力学的重要分支.其研究目标是降低载荷环境下组织或器官的损伤程度,主要内容包括载荷造成生物组织和... 详细信息

损伤与防护生物力学(injury and protection biomechanics)是研究生物组织或器官损伤机理及其防护方法的一门交叉性学科,属于现代生物力学的重要分支.其研究目标是降低载荷环境下组织或器官的损伤程度,主要内容包括载荷造成生物组织和器官的损伤机制、损伤耐受极限以及损伤过程中的生物力学动态响应、如何改善组织和器官所处的力学环境降低其损伤程度、有效的防护装备优化设计思路.高过载性载荷由于其作用短时性和爆发性具有较高致命性,因此,人在过载环境下的抗损伤能力已越来越成为航空器研制、汽车性能提升、运动员竞技能力提升与充分发挥的瓶颈;尤其是更快、更灵活新型飞机的出现,超音速弹射救生、大过载高增长率的机动飞行防护等问题向损伤与防护生物力学研究提出了新的挑战,同时也为损伤与防护生物力学的发展提供了新发展机遇.随着科技不断进步,航空航天、交通事故、体育运动乃至日常生活中老年人跌倒等过程中人体冲击过载性损伤越来越呈现发生率高、防护效率低等问题,一方面由于人体耐限实验会造成损伤而难以获得真实数据,另一方面生物组织具有复杂非线性及黏弹性、可再生和重建特性,涉及到如何精准描述生物组织或器官的本构关系、组织解剖学特征与其力学特性之间相关性,建立不同尺度的组织或器官损伤机理与耐受极限、防护方法及防护装备设计准则.为此,本文将主要总结过载性损伤与防护生物力学的主要研究内容和研究方法,并在此基础上针对人体在复杂过载环境下的损伤类型、损伤机制(包括生物力学和力学生物学响应)、损伤耐限及防护方法进行回顾,包括近年来该领域国内外的主要进展,并提出该领域发展趋势.过载性损伤与防护生物力学研究对于保障和提高复杂过载环境下人体安全性具有重要意义,可为解决航空航天、交通、体育运动中广泛涉及的骨肌多轴向损伤评价方法与标准制定提供科学依据,对指导防护装备优化设计具有重要理论价值,同时该方面研究在工程仿生材料和防护装备方面具有潜在实用价值和广阔应用前景.

关键词：损伤防护耐限生物力学响应力学生物学