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生物骨圆柱壳的蠕变屈曲分析

生物骨圆柱壳的蠕变屈曲分析

作者：方芳暨南大学

学位级别：硕士

骨,是一种极端异常的复杂物质。骨的力学性质一直是一门引起广泛兴趣的课题。尤其对密质骨的研究,许久以前就已开始。密质骨是一种复合材料,同时,由于几乎所有的生物固体都是粘弹性体。从这个意义出发,可将骨看成是一种粘弹性各向异性... 详细信息

骨,是一种极端异常的复杂物质。骨的力学性质一直是一门引起广泛兴趣的课题。尤其对密质骨的研究,许久以前就已开始。密质骨是一种复合材料,同时,由于几乎所有的生物固体都是粘弹性体。从这个意义出发,可将骨看成是一种粘弹性各向异性的复合材料。本文通过对骨宏观结构和微结构的分析,特别是对长骨密质骨的粘弹性各项异性性质及力学特性进行了讨论。根据密质骨的力学特性及哈佛氏系统的特性,结合粘弹性材料的结构特性,将胫骨考虑为纤维增强的粘弹性材料。提出了胫骨的粘弹性复合材料圆柱壳力学模型。本文将生物骨胫骨考虑为具有粘性性质的复合材料圆柱壳,并根据胫骨的关节特性,将其边界条件简化为两边简支,得到受轴向载荷作用粘弹性圆柱壳的蠕变屈曲控制方程。通过laplace变换,将控制方程转换到相空间,在相空间中得到临界荷载的表达式。经过laplace逆变换,得到了随时间变化的屈曲荷载曲线。最后依据具体的人胫骨粘性系数,对人胫骨轴压屈曲压力进行了计算和分析比较,得到了蠕变屈曲临界载荷曲线,给出了胫骨的蠕变屈曲荷载随胫骨长度及时间的变化曲线。发现屈曲压力随着胫骨长度的增加而减小。

关键词：生物骨粘弹性复合材料圆柱壳蠕变屈曲

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超声振动辅助钻削生物骨钻削力研究

河南理工大学学报（自然科学版） 2021年第6期40卷 122-125页

作者：何东钰杨志波孙旺韩道成河南理工大学机械与动力工程学院河南焦作454000

在临床骨外科手术中,医生通常需要对骨进行预钻孔,以便植入固定装置,但是,骨钻孔过程中钻削力过大或钻孔质量差,均会严重影响患者术后恢复速度。为此,对传统钻削与超声振动钻削生物骨进行对比试验,研究不同主轴转速、进给速度和超声振... 详细信息

在临床骨外科手术中,医生通常需要对骨进行预钻孔,以便植入固定装置,但是,骨钻孔过程中钻削力过大或钻孔质量差,均会严重影响患者术后恢复速度。为此,对传统钻削与超声振动钻削生物骨进行对比试验,研究不同主轴转速、进给速度和超声振幅对钻削力大小的影响规律,分析骨钻孔入口质量情况。结果表明:超声辅助钻削可以有效降低轴向力,降幅约为23.65%,当增大主轴转速或降低进给速度,钻削力均随之减小;钻削力随着超声振幅的增加而减小;超声钻削可以有效改善钻孔毛刺情况,提高钻孔加工质量。

关键词：超声振动生物骨钻削力钻孔质量

自体外周血内皮祖细胞和骨髓间充质干细胞构建生物骨在体内和体外的微血管化能力

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实用医学杂志 2015年第23期31卷 3846-3849页

作者：魏韩笑赵娴袁瑞红代晓明李逸松赫佳吴莉刘流昆明医科大学第一附属医院整形外科 650032

目的:探讨兔外周血内皮祖细胞和骨髓间充质干细胞直接共培养构建生物骨在体内、外的微血管化能力。方法:将兔外周血内皮祖细胞和骨髓间充质干细胞作为共培养组,单独外周血内皮祖细胞和单独骨髓间充质干细胞作为对照组,分别构建体内外同... 详细信息

目的:探讨兔外周血内皮祖细胞和骨髓间充质干细胞直接共培养构建生物骨在体内、外的微血管化能力。方法:将兔外周血内皮祖细胞和骨髓间充质干细胞作为共培养组,单独外周血内皮祖细胞和单独骨髓间充质干细胞作为对照组,分别构建体内外同时监测系统,体外7、14、21 d应用实时荧光定量PCR检测细胞共培养系统内血管内皮生长因子、Ⅰ型胶原蛋白m RNA的表达;并在7、14、21 d时在体内通过免疫组化染色检测骨缺损部位生物骨CD34和CD105的表达。结果:共培养组中血管内皮生长因子、Ⅰ型胶原蛋白m RNA相对表达量高于对照组(P骨髓间充质干细胞共培养的血管化能力可证实兔外周血内皮祖细胞和骨髓间充质干细胞作为种子细胞具有促进生物骨微血管化的能力,在构建生物骨时可作为有潜力的种子细胞来源。

关键词：种子细胞共培养体系微血管化生物骨

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超声振动辅助钻削生物骨机理研究

超声振动辅助钻削生物骨机理研究

作者：何东钰河南理工大学

学位级别：硕士

在临床骨外科手术中,为医治部分骨折、骨裂等骨科疾病患者,医生通常需要对病患骨骼进行预钻孔,以便植入固定装置。但在钻孔过程中,过大的钻削力和过高的钻削温度,会降低钻孔边缘的生物组织活性,影响组织细胞分裂周期,从而制约骨外科临... 详细信息

在临床骨外科手术中,为医治部分骨折、骨裂等骨科疾病患者,医生通常需要对病患骨骼进行预钻孔,以便植入固定装置。但在钻孔过程中,过大的钻削力和过高的钻削温度,会降低钻孔边缘的生物组织活性,影响组织细胞分裂周期,从而制约骨外科临床手术的进一步发展。本文针对钻骨手术中钻削力过大、钻削温度过高等技术难题,并结合超声振动复合加工理论,提出了超声纵扭振动辅助钻削生物骨的方法。本文主要研究内容:1.由于骨骼具有生物活性,本文分别从刀具的运动轨迹、切削厚度、冲击特性以及减摩特性等方面,分析了超声振动对钻削力的影响规律。此外,本文还考虑到了温度产生机理与传播方式,由此对超声加工的降温机制进行了研究;2.本文通过正交切削仿真研究了钻削应力的分布规律;分析了切屑形态的变化情况;探究了钻削区域的温度特性;3.设计并加工了实验所需变幅杆。利用实验室现有条件,搭建了超声振动辅助钻削生物骨实验平台,并进行了钻削实验。通过理论分析和实验研究,可以得出:1.与传统钻骨相比,超声钻骨应力分布更加均匀,并且最大应力值分布面积更小;传统钻骨切屑呈连续状态,而施加超声后切屑形态改变为断续,这说明超声振动有利于切屑断裂;在相同加工参数下,相较于传统钻骨而言,超声振动钻削区域温度更低。2.当主轴转速、超声振幅增加或者降低进给速度时,最大轴向力均随之减小;同时超声钻骨可以减少孔壁微裂纹的数量以及微裂纹的长度与宽度,并且使得孔内壁更加平滑。3.通过对主轴转速分析可知:钻骨过程中最高温度均随着主轴转速的增加而升高;对超声振幅研究发现:工艺参数一定时,超声钻骨最高温度随着超声振幅的增大而降低。图48幅,表5个,参考文献60篇。

关键词：生物骨超声钻削有限元仿真钻削力钻削温度

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胶原蛋白超薄膜生物骨支架制备及性能研究

胶原蛋白超薄膜生物骨支架制备及性能研究

作者：刘旒昆明医科大学

学位级别：硕士

骨缺损修复是整形外科重建领域的一个巨大挑战,临床上骨缺损修复常用的治疗方法是骨移植。骨移植主要分为自体骨移植和异体骨移植。自体骨移植常因供应有限、易感染和造成新的创伤等缺点无法满足临床大量的需求,而异体骨中的生物骨与人... 详细信息

骨缺损修复是整形外科重建领域的一个巨大挑战,临床上骨缺损修复常用的治疗方法是骨移植。骨移植主要分为自体骨移植和异体骨移植。自体骨移植常因供应有限、易感染和造成新的创伤等缺点无法满足临床大量的需求,而异体骨中的生物骨与人体松质骨组织结构相似,且具有天然的网状孔隙系统、良好的生物相容性及传导成骨性等优点,符合骨修复的生理要求,可作为骨组织工程支架。但生物骨脱去蛋白后存在机械性能较差、生物相容性不足及成骨活性减弱等缺点,限制了其在临床上的应用。因此,对生物骨支架表面进行修饰来改善生物骨的成骨性,在骨移植材料临床应用中具有重要的意义。目前,胶原因具有低免疫原性、良好的生物降解性以及生物相容性等特性,在骨组织工程的生物材料中被广泛应用。而多聚赖氨酸(Poly-L-Lysine,PLL)具有静电吸附功能,常被用作附着因子。本研究拟用PLL交联胶原构建胶原蛋白纳米超薄膜,对生物骨支架表面进行修饰,以期改善生物骨支架在骨缺损修复中的骨再生力。[目的]制备胶原蛋白超薄膜,使其均匀覆盖于生物骨支架表面,从而构建符合种子细胞粘附、生长、分化及功能表达的微环境。同时检测胶原蛋白超薄膜生物骨支架的理化性能,并观察骨髓间充质干细胞(BMSCs)在复合支架中的粘附、增殖及分布情况。初步研究胶原蛋白超薄膜生物骨的成骨能力,为胶原蛋白超薄膜生物骨进入临床应用提供理论基础。[方法](1)通过溶液沉积冻干法制备胶原蛋白超薄膜生物骨支架;(2)对胶原蛋白超薄膜生物骨支架的形态外貌、孔隙率、力学性能、X线衍射(XRD)及能谱分析等理化性能进行观察检测;(3)将SD大鼠的BMSCs与支架材料共培养,通过扫描电镜(SEM)观察BMSCs在胶原蛋白超薄膜生物骨支架表面的粘附、增殖与分布情况。[结果](1)采用化学法成功脱去生物骨中的抗原成分,获得的具有三维多孔网状结构的生物骨支架,其主要无机相为羟基磷灰石Ca10(PO4)6(OH)2;(2)生物骨支架在经过PLL交联胶原蛋白修饰后,其微孔表面形成一层均匀超薄膜状沉积物;(3)与未进行任何处理的生物骨支架相比,胶原蛋白超薄膜生物骨支架的机械强度有所降低,但钙磷元素百分比增高;(4)SEM发现胶原蛋白超薄膜生物骨支架表面的细胞增殖数目是最多的,且细胞状态良好,具有延展性。[结论]应用PLL交联法使胶原蛋白形成一层超薄膜结构均匀覆盖在生物骨支架材料表面,且胶原蛋白原有的特性不被改变。与单纯生物骨和胶原/生物骨支架材料相比,胶原蛋白超薄膜生物骨更利于BMSCs的粘附、增殖与生长,具有更好的细胞相容性和促成骨作用,有望成为一种高效的骨组织工程修复材料。

关键词：生物骨胶原蛋白多聚赖氨酸复合支架表面修饰组织工程骨

医疗钻头结构对生物骨钻削温度影响的试验研究

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机械制造 2023年第3期61卷 63-66页

作者：吴森凯于爱兵邹翩李克凡王贵林宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315211

医疗钻头钻削时,钻削温度过高会导致生物骨热损伤,需要避免。为了研究医疗钻头结构对生物骨钻削温度的影响,选取普通医疗钻头、阶梯医疗钻头、微织构医疗钻头进行钻削试验。利用红外测温仪记录钻削过程中生物骨钻削温度的变化,试验结果... 详细信息

医疗钻头钻削时,钻削温度过高会导致生物骨热损伤,需要避免。为了研究医疗钻头结构对生物骨钻削温度的影响,选取普通医疗钻头、阶梯医疗钻头、微织构医疗钻头进行钻削试验。利用红外测温仪记录钻削过程中生物骨钻削温度的变化,试验结果表明,普通医疗钻头钻削时生物骨钻削温度最高,微织构医疗钻头次之,阶梯医疗钻头最低。

关键词：医疗钻头结构生物骨钻削温度

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双相陶瓷生物骨的制备和细胞相容性研究

昆明医学院学报 2005年第2期26卷 59-62页

作者：修晓光李彦林李雅娜刘旭黄河昆明医学院第一附属医院骨外科昆明650032 云南省天然药物药理重点实验室昆明650031

目的:按一定的方法制备出双相陶瓷生物骨(biphasicceramic-likebiologicbone,BCBB),观察BCBB与体外培养的骨髓基质干细胞(bonemesenchymalstemcells,BMSCs)的相容性,为将复合物植入骨缺损处提供实验依据.方法:以取材丰富的猪椎骨经煮沸... 详细信息

目的:按一定的方法制备出双相陶瓷生物骨(biphasicceramic-likebiologicbone,BCBB),观察BCBB与体外培养的骨髓基质干细胞(bonemesenchymalstemcells,BMSCs)的相容性,为将复合物植入骨缺损处提供实验依据.方法:以取材丰富的猪椎骨经煮沸、脱水、低温锻烧等工艺处理制成的BCBB为载体,将体外培养的兔BMSCs复合到BCBB后第4、8天取材,行扫描电镜和倒置相差显微镜观察,在第2、4、6、8、10天时用酶标检测仪测定光密度(OD)值.结果:4d后BCBB表面及孔内即有了细胞贴附生长,8d后细胞明显增多,有胶原纤维形成.第8天时,BMSCs、载体联合培养细胞增殖达稳定期.结论:通过低温煅烧的方法可以制备出BCBB,BCBB与兔BMSCs有良好的相容性,第8天移植时机最佳.

关键词：生物骨相容性研究制备陶瓷双相 BMSCs 骨髓基质干细胞胶原纤维形成体外培养 cells 酶标检测仪微镜观察扫描电镜细胞贴附细胞增殖联合培养移植时机骨缺损复合物光密度过低温稳定期取材载体天时

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某生物骨对小鼠体液免疫影响的研究

生物医学工程研究 2013年第3期32卷 167-170页

作者：尹玉霞施燕平侯丽盖潇潇李海心山东省医疗器械产品质量检验中心山东省医疗器械生物学评价重点实验室济南250101

探讨某生物骨对小鼠体液免疫系统的影响。将小鼠随机分为假手术组、生物骨低、中、高三个剂量组和阳性组,各设1周、2周、12周三个时间点,通过ELISA方法检测小鼠血清中IgG、IgM和C3浓度水平。除生物骨植入2周中剂量组血清中C3含量显著增... 详细信息

探讨某生物骨对小鼠体液免疫系统的影响。将小鼠随机分为假手术组、生物骨低、中、高三个剂量组和阳性组,各设1周、2周、12周三个时间点,通过ELISA方法检测小鼠血清中IgG、IgM和C3浓度水平。除生物骨植入2周中剂量组血清中C3含量显著增加外,各剂量组在各观察点受试动物血清中IgG、IgM和C3浓度与假手术组相比均无显著差异。BALB/c小鼠体液免疫系统对该种生物骨并未产生明显的免疫反应,提示该种生物骨未对BALB/c小鼠免疫系统的功能造成不良影响。

关键词：生物骨体液免疫 IgG IgM C3

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生物骨制品简介

医用生物力学 2003年第1期18卷 33-33页

在上海市高教局贷款支持下建立的上海二医大九院生物骨制品研究开发中心已有多种骨制品获准为中试产品。其中包括同种异体骨螺钉与骨钉,用于治疗各种经关节骨折,既能保持骨折稳定,又能逐渐吸收,且无明显应力遮挡作用。无机骨粒与有机骨... 详细信息

在上海市高教局贷款支持下建立的上海二医大九院生物骨制品研究开发中心已有多种骨制品获准为中试产品。其中包括同种异体骨螺钉与骨钉,用于治疗各种经关节骨折,既能保持骨折稳定,又能逐渐吸收,且无明显应力遮挡作用。无机骨粒与有机骨粒可与骨水泥合用,既加强了

关键词：制品生物骨骨粒骨水泥丙烯酸脂粘固剂松质骨骨松质应力遮挡关节骨折