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生物可降解镁合金血管支架的优化设计与生物力学评估

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医用生物力学 2024年第S1期 623-623页

作者：张奥华杨政彪解玉堂赵乐武韬化泽坤张萌薛艳茹王艳芹武晓刚陈维毅太原理工大学生物医学工程学院骨与软组织损伤修复山西省重点实验室

目的镁合金作为新型血管支架材料,具有良好的力学性能、生物相容性和可降解性。但在相同结构下,镁合金支架相对于传统金属支架力学性能比较弱,因此,如何改善力学性能是可降解镁合金支架发展所面临的关键问题。方法基于生物可降解支架...

目的镁合金作为新型血管支架材料,具有良好的力学性能、生物相容性和可降解性。但在相同结构下,镁合金支架相对于传统金属支架力学性能比较弱,因此,如何改善力学性能是可降解镁合金支架发展所面临的关键问题。方法基于生物可降解支架的典型结构,设计了3种新支架(即支架A、支架B、支架C)。所做的改变包括改变支撑环的角度和排列方式创建一个大小角度交替排列的支撑环结构,并改变连接杆的位置和形状。采用有限元分析的方法,以支架的压缩性能、膨胀性能、弯曲柔韧性、对血管的损伤、血流动力学变化作为评价指标。这些综合评价的结果被用作选择最优支架结构的依据。结果与传统支架相比,支架A、B和C的径向刚度分别提高了16.9%、15.1%和37.8%;弯曲刚度分别降低27.3%、7.6%和38.1%;狗骨效应分别下降5.1%、93.9%和31.3%;低壁面剪切应力区域分别降低50.1%、43.8%和36.2%。与传统支架相比,支架A和C的径向反冲率分别减少9.3%和7.4%。与传统支架相比,支架A、B和C对血管的损伤略有增加,但相差不大,影响并不明显。4种支架植入后血流速率的变化基本相同。结论通过对比4种支架得到支架A和C的综合力学性能更优,具有较大的临床应用潜力。本研究有助于为临床支架结构设计提供参考。

关键词：

基于骨基质压电性的骨细胞整合素与初级纤毛的力学信号响应研究

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医用生物力学 2024年第S1期 243-243页

作者：杨政彪王熹宇张奥华解玉堂赵乐武韬化泽坤王艳芹薛艳茹张萌陈维毅武晓刚太原理工大学生物医学工程学院骨与软组织损伤修复山西省重点实验室

目的研究骨细胞初级纤毛、整合素和胶原小丘等的力学信号响应。方法构建一个骨细胞有限元模型,包含具备压电性的骨基质、具有带电流体的骨陷窝-骨小管系统、胶原小丘、初级纤毛、细胞骨架及整合素等关键部分。对骨基质施加三轴位移载...

目的研究骨细胞初级纤毛、整合素和胶原小丘等的力学信号响应。方法构建一个骨细胞有限元模型,包含具备压电性的骨基质、具有带电流体的骨陷窝-骨小管系统、胶原小丘、初级纤毛、细胞骨架及整合素等关键部分。对骨基质施加三轴位移载荷,研究整合素、初级纤毛等部分的力学信号,以及LCS内流体流动情况。结果胶原小丘受到最大应力,不同位置的整合素具有显著的应力差异,其平均应力高于初级纤毛,并与初级纤毛微管相近。抑制整合素会导致细胞骨架与纤毛的位移降低,纤毛挠度显著降低。骨基质的压电性影响LCS内液体流速,缺失压电性导致细胞骨架、初级纤毛和整合素的应力与位移降低,初级纤毛挠度也显著降低。相较于胞外液体,细胞骨架对整合素的影响更为显著,并且承受了大量的应力。此外,还分析了胶原小丘和整合素等个体与整体的应力分布,以及流体和电势等的变化。结论揭示了整合素、胶原小丘和初级纤毛在内的多种力学感受器在力学信号的感知与传递中的联合作用,同时突显了骨基质的压电性和骨陷窝内的流体环境对这一过程的影响,为研究纳米尺度下骨细胞力学特性提供了新的视角,并为骨相关生理病理的深入研究提供了途径。

关键词：

基于机器学习和有限元分析个性化设计内凹型超材料

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医用生物力学 2024年第S1期 626-626页

作者：武韬张萌解玉堂张奥华杨政彪化泽坤赵乐王艳芹薛艳茹闫瑞忠陈维毅武晓刚太原理工大学生物医学工程学院太原市中心医院骨与软组织损伤修复山西省重点实验室

目的人口老龄化程度加剧,骨质疏松性骨缺损成为临床治疗难题,常需通过植入骨支架进行修复。传统修复支架因其与个体骨力学性能不匹配,易出现应力遮挡和集中效应,导致植入体松动等问题。本文旨在提出一种能够快速获得具有匹配力学性能...

目的人口老龄化程度加剧,骨质疏松性骨缺损成为临床治疗难题,常需通过植入骨支架进行修复。传统修复支架因其与个体骨力学性能不匹配,易出现应力遮挡和集中效应,导致植入体松动等问题。本文旨在提出一种能够快速获得具有匹配力学性能的内凹型超材料设计方法。方法考虑3D打印制造精度和有利于骨组织长入的孔隙率要求(50%～90%),确定支架的胞元尺寸(4×4×4 mm3)以及内凹角度θ(50°～90°)和支杆宽度t(0.36～1.09 mm)的设计范围,利用优化的拉丁超立方采样得到150个不同结构样本,并将其生成三维晶格结构(16×16×16 mm3)用于有限元计算。有限元方法模拟准静态压缩实验,对晶格结构施加4.8 mm的压缩位移,获取对应的应力-应变曲线。采用逆向设计思维,在应力-应变曲线上以相同应变间隔为基准,选取31个应力特征点作为输入参数,将θ和t作为输出,基于BP神经网络算法构建机器学习模型,其性能由决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)来衡量。结果建立的机器学习模型可以有效预测具有特定力学性能的超材料设计参数,其中t的预测性能较优(R2≥0.995,RMSE≤0.017 mm)。结论本文提出的方法可以快速获得具有匹配力学性能的内凹型超材料,为临床个性化骨缺损支架的设计和制造提供了理论依据。

关键词：

生物力学分析：5种不同方法腰椎融合术的有限元模拟研究

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医用生物力学 2024年第S1期 242-242页

作者：解玉堂武韬杨政彪赵乐张奥华化泽坤薛艳茹张萌段王平陈维毅王艳芹武晓刚太原理工大学生物医学工程学院山西医科大学第二医院

目的比较5种不同入路腰椎融合术的生物力学特性。方法利用有限元软件建立包括TLIF、ALIF、OLIF、XLIF和PLIF在内的5种手术模型进行6种运动状态下的活动度、上下终板和软骨的最大应力变化的测量、分析,比较5种模型的稳定性。同时针对...

目的比较5种不同入路腰椎融合术的生物力学特性。方法利用有限元软件建立包括TLIF、ALIF、OLIF、XLIF和PLIF在内的5种手术模型进行6种运动状态下的活动度、上下终板和软骨的最大应力变化的测量、分析,比较5种模型的稳定性。同时针对现有手术模型展开动态力学分析,在模拟人体生理振动工况下,测量上下终板最大应力点的瞬态应力曲线以及应变能变化波动。结果在静力学分析中,5种手术模型在6种工况下,L4下终板的应力会比L5上终板的应力稍大一点,同时L4下终板的Z方向最大位移值明显大于L5上终板,自稳定融合器支撑的ALIF手术模型的下终板应力最小,但是上终板应力表现没有明显优势,同时有着非常好的稳定性;软骨应力分析部分,TLIF手术模型的软骨应力在6种工况下都最小;在瞬态动力学分析中,ALIF手术模型在循环振动载荷下L4下终板的应力值适中,且振动的幅值明显大于其余4种模型,TLIF手术模型的两终板瞬态应力都最小且振幅波动适中,TLIF手术模型中融合器应变能最小,刺激骨填充物生长速度最慢。结论静力学分析中,ALIF手术模型表现良好,但是由于整体钛合金材质且融合器体型过大,在瞬态动力学分析中,表现不佳,可在后续的研究中,针对这一方面的特性进行优化。

关键词：

由“讲”变“导” 培养学生的创新意识和创造能力

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中国教育研究论丛

中国教育研究论丛 2005年 116-117页

作者：孙翠萍王翠梅解玉堂山东省桓台县陈庄中学山东省桓台县第一中学

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低电阻率油层的实验研究和解释方法

测井技术 2002年第2期26卷 107-112页

作者：赵国瑞吴剑锋陈学慧赵宇芳宁志英刘苹解玉堂华北油田研究院华北油田测井公司

利用岩电实验手段 ,分析了华北油田赵县地区和文安地区影响油层电阻率高低的因素为束缚水饱和度、泥质含量、孔隙结构和阳离子变换量 ,各因素在不同地区作用的强烈程度不同 ;利用 2 1块样品的核磁实验谱研究了解谱幅度和截止值与常规物... 详细信息

利用岩电实验手段 ,分析了华北油田赵县地区和文安地区影响油层电阻率高低的因素为束缚水饱和度、泥质含量、孔隙结构和阳离子变换量 ,各因素在不同地区作用的强烈程度不同 ;利用 2 1块样品的核磁实验谱研究了解谱幅度和截止值与常规物性参数的规律 ,改进了核磁渗透率和束缚水饱和度的计算模型 ;利用张开角度法对曲线形态进行了量化描述。

关键词：解释方法低电阻率油层束缚水饱和度核磁共振 T2截止值张开角华北油田

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凉州贤孝的生成机制研究

中国音乐 2024年第1期 109-119,126页

作者：吴玉堂西北师范大学音乐学院

本文以入选第一批国家级非物质文化遗产名录的凉州贤孝作为研究对象,对其生成机制进行考察。从观念孕育、传承载体、演唱特点来看,本文认为,浓厚的忠孝观念、相对稳定的盲人演唱群体、凉州方言、表演中创作的即兴发挥,是凉州贤孝生成的... 详细信息

本文以入选第一批国家级非物质文化遗产名录的凉州贤孝作为研究对象,对其生成机制进行考察。从观念孕育、传承载体、演唱特点来看,本文认为,浓厚的忠孝观念、相对稳定的盲人演唱群体、凉州方言、表演中创作的即兴发挥,是凉州贤孝生成的必要条件,且各因素自有功能,在多种因素共同作用下生成了凉州贤孝。在文化观念、传承载体及方式、创作表演等各要素均发生巨大变化的今天,凉州贤孝如何实现顺应时代的华丽转身,担负起新的文化使命,成为新时代社会主义先进文化中的一部分,尚需艺人、文化管理部门、学者等共同努力。

关键词：凉州贤孝生成机制忠孝观念盲人载体方言演绎

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温度影响下的开槽盘式磁力耦合器调速特性

电机与控制学报 2024年第1期28卷 69-77,86页

作者：杨超君戚玉堂丁逸飞张意雯江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

针对温度影响下盘式磁力耦合器调速问题,以一台6对极16槽的开槽盘式磁力耦合器为研究对象,基于矢量磁位法,结合修正三维端部效应的卡特系数并考虑温度对永磁体剩磁的影响,依据磁力耦合器轴向介质不同与导体盘轭铁和铜导体交替排列的结构... 详细信息

针对温度影响下盘式磁力耦合器调速问题,以一台6对极16槽的开槽盘式磁力耦合器为研究对象,基于矢量磁位法,结合修正三维端部效应的卡特系数并考虑温度对永磁体剩磁的影响,依据磁力耦合器轴向介质不同与导体盘轭铁和铜导体交替排列的结构,推导出其整体的电磁转矩公式。再分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功率负载工况下的调速关系解析模型。通过有限元模拟分析,确定了不同温度、不同气隙下的开槽盘式磁力耦合器在3种不同负载工况下的调速范围与调速特性。最后,搭建试验平台进行调速性能试验,将不同负载工况下磁力耦合器电磁转矩与输出转速的理论、仿真、实验值三者进行对比,结果表明理论模型有较高的准确性,为开槽型磁力耦合器在调速系统中的智能调控提供了理论依据。

关键词：盘式磁力耦合器开槽型矢量磁位温升影响电磁转矩调速性能

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航运中心与城市经济互动关系分析——上海与新加坡比较

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 260-267页

作者：解乔雅张戎同济大学城市交通研究院上海210804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海210804

港口与城市经济的协调发展有助于提高港口竞争力和城市影响力。以上海和新加坡为比较对象,采用熵权-灰色关联模型探究港口与城市经济的关联度。通过构建向量自回归模型,从对外贸易、生产总值和产业结构探究港城互动关系。结果表明,城市... 详细信息

港口与城市经济的协调发展有助于提高港口竞争力和城市影响力。以上海和新加坡为比较对象,采用熵权-灰色关联模型探究港口与城市经济的关联度。通过构建向量自回归模型,从对外贸易、生产总值和产业结构探究港城互动关系。结果表明,城市经济与航运中心存在较强关联。新加坡对外贸易与港口间具有稳定的双向促进效应,上海市外向型经济对航运中心的驱动作用较弱。上海市生产总值能为港口发展提供有力的腹地支撑,港口对城市生产总值的辐射带动效应并不明显。上海市第三产业与港口间存在长期的潜在拉动力,但现阶段上海市第二产业对航运中心的发展仍起主导作用。从长期效果看,第三产业扩张政策对航运中心的促进作用强于第二产业。针对上述结论,分析原因并提出增强港口韧性、促进“港产城”融合发展等建议。

关键词：港城关系国际航运中心城市经济向量自回归模型

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