目的:构建丝素蛋白（SF）、细菌纤维素（BCNR）、羟基磷灰石（HAp）复合骨再生支架并评价其促成骨活性的价值。方法:将HAp颗粒、BCNR和骨形态发生蛋白2（BMP2）依次加入SF水溶液中，搅拌均匀后倒入不同大小的模具，-25 ℃下处理24 h，冷冻成型，通过冻干机将复合支架冻干。将SF与BCNR不同质量比的复合支架设置为A组（2∶1）、B组（4∶1）、C组（6∶1），将未加入BMP2的无活性复合支架设置为D组。扫描电镜检测支架的表面形貌和孔隙结构；压汞仪检测支架的孔隙率；万能材料试验机压缩支架，获得应力-应变曲线，分析支架的压缩强度和杨氏模量。将永生化小鼠胚胎成纤维细胞（iMEF）接种到A组、B组、C组及D组复合支架上。细胞接种4、8 d后，细胞活/死染色检测各组活细胞和死细胞比例；细胞计数试剂盒8（CCK-8）实验检测各组细胞的增殖活性；碱性磷酸酶（ALP）染色检测各组染色阳性细胞；ALP活性检测观察各组细胞的ALP活性。选取15只雌性SD大鼠，构建大鼠肌袋异位成骨模型，植入不同SF与BCNR质量比的复合支架及未加入BMP2的无活性复合支架，分别为A′组（2∶1）、B′组（4∶1）、C′组（6∶1）和D′组，另设假手术组，每组3只。假手术组在切开皮肤、钝性分离股四头肌肌肉，于肌肉中形成肌袋后，仅缝合肌袋及皮肤，不植入支架，其他四组在肌袋内植入对应的支架，并缝合肌袋及皮肤。术后2、4周行X线片检查，观察各组骨形成情况。术后4周，收集植入的支架与组织复合物，进行病理组织切片、HE染色和Masson 染色，观察各组成骨情况。另对组织切片进行免疫组化染色，观察各组成骨标志物Ⅰ型胶原蛋白（COL1）和骨桥蛋白（OPN）的表达情况。结果:扫描电镜显示，相较于A组和C组，B组片层结构和微孔结构更加规则、均匀；孔隙率分析结果表明，B组和C组孔隙率分别为（89.752±1.866）%和（84.257±1.013）%，均高于A组的（81.171±1.268）%（ P<0.05或0.01），而C组孔隙率低于B组（ P<0.01）。力学性能检测结果显示，B组和C组压缩强度分别为（0.373±0.009）MPa和（0.403±0.017）MPa，均高于A组的（0.044±0.003）MPa（ P<0.01），B组和C组杨氏模量分别为（7.413±0.094）MPa和（9.515±0.615）MPa，均高于A组的（1.881±0.036）MPa（ P<0.01），而C组压缩强度和杨氏模量均高于B组（ P<0.05或0.01）。细胞活/死染色结果显示，细胞接种4 d后，B组死细胞明显少于A组、C组和D组；细胞接种8 d后，B组活细胞最多，死细胞最少。CCK-8实验结果显示，细胞接种4 d后，A组和B组细胞增殖活性分别为0.474±0.009和0.545±0.018，均高于D组的0.394±0.016（ P<0.01），C组细胞增殖活性为0.419±0.005，与D组差异无统计学意义（ P>0.05），而A组和C组细胞增殖活性均低于B组（ P<0.01）；细胞接种8 d后，B组细胞增殖活性为1.290±0.021，高于D组的1.047±0.011（ P<0.01），C组细胞增殖活性为0.794±0.032，低于D组（ P<0.01），A组细胞增殖活性为1.086±0.020，与D组差异无统计学意义（ P>0.05），而A组和C组细胞增殖活性均低于B组（ P<0.01）。ALP染色结果显示，细胞接种4、8 d后，相较于D组，A组、B组和C组有更多的阳性细胞，B组阳性细胞多于A组和C组。ALP活性检测结果显示，细胞接种4 d后，A组、B组和C组细胞ALP活性分别为1.399±0.071、1.934±0.011、1.565±0.034，均高于D组的0.082±0.003（ P<0.01），而A组和C组细胞ALP活性均低于B组（ P<0.01）；细胞接种8 d后，A组、B组和C组细胞ALP活性分别为2.602±0.055、3.216±0.092、2.145±0.170，均高于D组的0.101±0.001（ P<0.01），而A组和C组细胞ALP活性均低于B组（ P<0.01）。X线片检查结果显示，术后2周，假手术组、D′组、A′组和C′组均无明显骨形成，而B′组有明显骨形成；术后4周，A′组、B′组和C′组均有明显骨形成，B′组骨形成明显多于其他两组，而假手术组和D′组均无明显骨形成。HE染色和Masson染色结果显示，术后4周，B′组形成大量均匀分布的新生骨组织，而A′组和C′组只在局部有少量新生骨组织，D′组仅有部分组织长入，且无明显新生骨组织，B′组形成的新生骨组织的成熟度比A′组和C′组更高。免疫组化染色结果显示，B′组COL1和OPN阳性染色均较A′组和C′组更多。COL1和OPN表达强度分析结果显示，A′组、B′组和C′组COL1表达强度分别为2.822±0.384、22.810±2.435、12.480±0.912，OPN表达强度分别为1.545±0.081、5.374±0.121、2.246±0.116，B′组和C′组COL1、OPN表达强度均高于A′组（ P<0.01），而C′组COL1和OPN表达强度均低于B′组（ P<0.01）。 结论:基于SF、BCNR和HAp成功构建复合骨再生支架，其中SF和BCNR质量比为4∶1的复合支架具有均匀孔隙结构、高孔隙率、良好的力学性能和生物相容性、优异的体外促成骨性能，还具有优异的骨诱导性和骨传导性。

光学相干弹性成像(OCE)是近年发展起来用于获取组织生物力学性能的新兴技术，类似于光学相干断层扫描血管成像，是一种功能性光学相干断层扫描成像技术。OCE技术通过探测眼球各组织在载荷激励下的力学响应，定量分析组织的应力－应变曲线或杨氏模量等生物力学指标，从而绘制出其弹性二维/三维图像。OCE具有多种优势，包括非侵入性、高分辨率、实时快速和三维成像能力；此外，该技术实现了结构图像和弹性图像相融合，能够同时提供眼组织的结构和力学属性信息，为眼科疾病的诊断和发病机制研究提供了新的视角和维度。本文从OCE的成像原理出发，就OCE的技术分类和研究现状，其在眼科领域的研究进展，包括辅助角膜屈光手术设计、圆锥角膜患者筛查、角膜交联手术疗效评估、白内障诊断分级、视网膜生物力学测量和近视发病机制研究等，以及OCE在实现眼科临床转化中面临的挑战和机遇进行综述。

目的:探讨角膜应力-应变指数（SSI）对于不同分期或程度的圆锥角膜的诊断效力，以及其与第1次压平硬度（SPA1）在角膜胶原交联术（CXL）后的变化。方法:横断面研究及回顾性病例系列研究。纳入2019年7月至2021年8月青岛眼科医院确诊的临床期圆锥角膜（CKC）患者94例（113只眼）作为CKC组，其中男性69例，女性25例，年龄（20.82±4.53）岁；并进一步按疾病程度分为轻（35例，36只眼）、中（36例，40只眼）、重度（33例，37只眼）3个亚组；纳入CKC组56例单眼发病患者的未发病眼作为亚临床期圆锥角膜（SKC）组；纳入健康者91例（91只眼）作为对照组。所有受试眼均行Pentacam角膜地形图和可视化角膜生物力学分析仪检查获取角膜平均曲率（Km）、角膜前表面最大曲率（Kmax）、角膜顶点和距顶点2 mm处的形变幅度比值（DAR）、综合半径（IR）、水平方向Ambrósio相关厚度（ARTH）、角膜中央厚度（CCT）、SPA1及SSI等参数进行比较。另收集CKC组中行CXL术的48例（65只眼）患者资料于术前及术后3、6、12个月分别检查上述参数。采用方差分析、Kruskal-Wallis H检验、配对 t检验、受试者操作特征（ROC）曲线、Pearson相关分析等对数据进行分析。 结果:SKC组的SPA1约为对照组的85.53%（87.92±12.38和102.79±11.74； t=-6.614， P<0.001），而SSI与对照组差异无统计学意义（ t=0.105， P=0.916）。CKC组的SPA1约为对照组的52.87%（54.35±14.70和102.79±11.74； t=25.985， P<0.001），SSI约为对照组的67.96%（0.70±0.14和1.03±0.14； t=-15.305， P<0.001）。轻、中、重度亚组的SPA1分别为64.27±12.12、55.22±12.23、43.75±12.33，SSI分别为0.78±0.14、0.71±0.11、0.61±0.09，组间差异均有统计学意义（均 P<0.05）。SPA1对SKC具有良好的鉴别力（曲线下面积为0.802），而SSI则无诊断价值（ P=0.869）；相比SSI，SPA1对不同程度圆锥角膜的鉴别力更高，其中鉴别轻度CKC与SKC的ROC曲线下面积为0.914。对照组、SKC组及CKC组SSI均与SPA1呈正相关（ r=0.278，0.368，0.550）、与DAR（ r=-0.346，-0.462，-0.547）、IR（ r=-0.612，-0.591，-0.718）呈负相关（均 P<0.001）。圆锥角膜患者CXL术后6、12个月，Kmax相比术前明显降低（ t=4.029，3.633；均 P<0.001）；SPA1则在术后6、12个月明显上升（ t=-3.960，-4.500；均 P<0.001）；但SSI仅于术后3个月有所增加（ t=-2.577， P=0.012），术后6、12个月回降至术前。 结论:SKC眼SSI无明显变化，CKC眼的SSI降低，且程度越重降低越明显；SSI与DAR、IR及SPA1具有相关性；SSI对不同分期及程度的圆锥角膜的诊断效力不如SPA1。圆锥角膜眼行CXL术后中期SPA1与临床效果的一致性较SSI更高。

目的:通过时温等效叠加方法预测一种正畸用热压膜材料2周内的应力松弛特征。方法:选用市售正畸用热压膜材料Essix ACE，应用自主改良搭建的恒温系统，测量材料在38.1℃、41.5℃、45.6℃、49.6℃、54.0℃，温度梯度下1000 s拉伸应力松弛。松弛初始应变设定为材料1/4抗拉强度对应应变，为0.92%。通过手动法进行时温等效叠加，得到材料在38.1℃下的应力松弛主曲线。结果:对水平移动因子l g(a T)与温度1/T进行线性关系的检测。并将叠加得到的主曲线与材料在38.1℃下实际测量8 h的松弛结果比较。均证明Essix ACE材料适用于时温等效叠加方法，且叠加后结果与实际测量结果相似。Essix ACE材料在38.1℃下2周后残余应力72.5%，约86.0%的应力松弛在24 h内产生。 结论:时温等效叠加法可以用来预测正畸用热压膜材料Essix ACE的应力松弛特征。在口腔温度下，Essix ACE材料2周后残余应力72.5%。

目的:分析壳聚糖纳米短纤维(CSNF)和RGD对磷酸钙骨水泥(CPC)生物力学和生物相容性的影响.方法:采用静电纺丝法制备壳聚糖纳米纤维膜,通过高速剪切形成纳米短纤维,并对CSNF进行RGD基团接枝修饰.采用Biocement D法制备钙磷摩尔比为1.5:1的CPC.通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜对CPC、CSNF、RGD接枝CSNF(CSNF-RGD)、CSNF增强型骨水泥(CPC-CSNF)、RGD接枝CPC-CSNF(CPC-CSNF-RGD)进行成分分析和结构观察,利用万能力学试验机检测其生物力学特性,采用免疫荧光染色和MTT法检测成骨细胞(MC3T3)在上述材料上的黏附和增殖情况.结果:扫描电镜观察发现,CSNF和CSNF-RGD呈现出分散均匀的多孔结构;红外图谱中CSNF在波长为1637和1579 nm处的吸收峰位移至波长1633和1585 nm处,说明RGD成功接枝到CSNF上;X射线衍射图谱显示CPC具有一定的可固化性;应力应变曲线统计分析结果显示,CPC-CSNF和CPC-CSNF-RGD断裂强度分别为(17.74 ± 0.54)MPa和(16.67 ± 0.56)MPa,均高于CPC (均P<0.05);实验材料与成骨细胞复合培养240 min后,CPC-CSNF-RGD上细胞数量均明显多于CPC和CPC-CSNF(均P<0.05).结论:CSNF和RGD的加入改善了CPC的生物力学性能和生物相容性.

背景:眼外肌控制眼球的运动,其力学行为是研究眼球运动必不可少的考虑因素.目的:分析不同眼位哺乳动物的眼外肌力学性能的异同.方法:采用体外实验的方法,在实验室环境下利用Instron5544材料性能试验机,对狐、猪和羊3种哺乳动物的眼外肌试件进行了相同载荷水平的单轴拉伸实验,并拟合实验数据得到了各眼外肌的Ogden超弹性模型.统计学分析比较实验得到的这3种不同动物眼外肌的被动力学行为.结果与结论:①3类眼外肌拉伸实验载荷-应变由大至小依次为狐＞羊＞猪;②3类眼外肌各自的拟合曲线均与其相应的平均实验数据拟合较好;③这3种不同眼位的哺乳动物的眼外肌之间在被动力学行为(包括相同应变水平下的应力响应以及超弹性力学参数方面)存在一定的统计学差异.

骨表观力学性能参数常被用来评定骨质量,而微观力学性能参数由于难以测得尚未被广泛应用.为从微观水平评判骨质量,本研究提出一种骨微观力学性能参数的预测方法.该方法以大鼠股骨皮质骨为研究对象,预测其在微观水平的失效应变.首先依据扫描影像建立大鼠股骨皮质骨有限元模型,然后以表观压缩实验为研究依据,模仿实验条件,模拟皮质骨有限元模型在压缩载荷作用下的断裂过程,并通过与实验所测表观应力-应变曲线进行对比、反演,预测出大鼠股骨皮质骨在微观水平的失效应变.分析结果显示四只7月龄大鼠股骨皮质骨的微观失效应变数值处于4.53%～4.75%之间.经验证,本方法能够准确预测出骨结构在微观水平的力学性能参数.

目的 探索丝素蛋白(SF)、壳聚糖(CS)和纳米羟基磷灰石(nHA)制备骨、软骨梯度孔径支架方法及可行性. 方法 制备浓度为2％的SF和CS溶液及nHA悬液,三者等比例混合,采用离心-冷冻干燥法及化学交联法制备SF/CS/nHA骨、软骨梯度孔径支架,检测支架孔隙率、热水溶失率、吸水膨胀率及力学性能,绘制溶失曲线及应力应变曲线,采用扫描电镜(SEM)观察支架内部结构及形态并测量支架孔径大小. 结果 SF/CS/nHA骨、软骨梯度孔径支架孔隙率为(91.30±3.35)％,5周后热水溶失率为(16.57±3.18)％,吸水膨胀率为(3218.53±84.37)％,力学检测结果显示支架抗压性能良好.SEM显示支架内部孔隙呈蜂窝状、相互交通,孔隙分布从上到下逐渐密集,孔径大小从上至下逐渐减小,分别为(141.11±11.85)μm、(119.94±9.05)μm、(93.10±14.98)μm、(79.95±8.65)μm,各层互相比较差异有统计学意义(F=22.973,P=0.000).支架细胞毒性检测结果显示各个时间段浸提液组A值与阴性对照组相比差异均无统计学意义(t24h=0.520,P=0.610;t48h =0.665,P=0.515;t72h=0.439,P=0.666),细胞相对增殖率(RGR)值均大于100％. 结论 利用离心冷冻干燥法及化学交联法可初步制备SF/CS/nHA骨、软骨梯度孔径支架.支架呈三维立体结构、渐进的梯度式孔径、高孔隙率、极强的吸水性、适宜的降解速率及良好的抗压性能,支架无明显细胞毒性,细胞相容性良好,基本符合骨组织工程材料的要求.

目的 采用3-[(3-胆酰胺基丙基)二甲基铵基]-1-丙磺酸盐(CHAPS)和十二烷基硫酸钠(sodium do-decyl sulfate,SDS)的联合除垢剂方案对脐动脉进行脱细胞,评价脱细胞的有效性和支架材料的力学性能改变情况.方法 分离新鲜脐带获取人脐动脉,通过对脐动脉进行CHAPS联合SDS脱细胞处理,获得脱细胞血管支架,对其进行苏木素-伊红、Masson、Verhoeff′s Van Gieson(EVG)等组织染色和扫描电镜分析,并进行DNA及胶原定量分析;于支架上接种成纤维细胞,通过细胞相容性的程度评估除垢剂残留情况;对血管支架材料进行爆破压力及应力应变曲线分析,评价支架材料力学性能改变.结果 组织染色结果显示脱细胞支架材料血管壁细胞消失,与未脱细胞的脐动脉相比较,其胶原纤维和弹力纤维结构无明显差别,电镜下可见血管细胞消失,支架材料成多孔隙结构;DNA定量显示DNA浓度极低,胶原蛋白浓度无明显改变;人成纤维细胞可以很好附着于支架材料上并生长;脱细胞支架材料抗爆破压力及应力应变曲线与脐动脉比较无明显变化.结论 CHAPS联合SDS的脱细胞方法能彻底去除脐动脉血管壁细胞成分,且较为完整地保留了血管的组织结构.脱细胞后的血管支架材料具有良好的生物相容性和力学性能.

目的 研究弹道明胶力学性能,进而建立动态本构模型,为采用数值计算方法开展创伤弹道学相关研究奠定基础.方法 首先制备出10℃下20％弹道明胶试件,随后采用万能材料试验机和铝制霍普金森杆测试弹道明胶的准静态和动态压缩力学性能.结果 获得10℃下20％弹道明胶准静态和动态压缩应力-应变曲线;当应变为0.45时,7组应变率(10-3、10-2、10-1、5 800、7 900、10 400、13 000 s-1)下的真实应力分别为0.041、0.083、0.194、14.515、31.496、55.597、96.678 MPa.当应变率为13 000 s-1、应变从0.4增加到0.5时,应力从53.558 MPa迅速上升到164.417 MPa,增大了3.07倍.结论 弹道明胶在低应变率和高应变率范围内都有着明显的应变率效应;基于试验数据,建立形如σ=k(ε)mεn的含应变率本构模型,并给出20％弹道明胶的材料常数.