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口腔医学用氧化锆陶瓷复合材料的制备及力学性能 被引量:1
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作者 金慧 陈晖 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第14期3548-3556,共9页
背景:3%(摩尔百分比)氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷在实际应用中易导致对颌牙的过度磨耗,进而增加牙本质暴露的风险,引发牙齿酸痛、牙髓感染等问题,因此,进一步提升3%氧化钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷摩擦磨损性能成为当前口腔医学修复材料研... 背景:3%(摩尔百分比)氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷在实际应用中易导致对颌牙的过度磨耗,进而增加牙本质暴露的风险,引发牙齿酸痛、牙髓感染等问题,因此,进一步提升3%氧化钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷摩擦磨损性能成为当前口腔医学修复材料研究的热点之一。目的:探究钛酸钡掺杂比例对3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷微观结构、力学性能及摩擦磨损性能的影响。方法:以3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷为主体,通过高温烧结法制备钛酸钡掺杂的3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷材料,其中钛酸钡掺杂量分别为陶瓷粉体质量的0%,2%,4%,6%。检测4组材料的晶格结构、力学性能、微观形貌、耐磨性能。结果与结论:①X射线衍射结果显示,随着钛酸钡掺杂量的增多,复合陶瓷中单斜相氧化锆和钛酸钡的物相占比不断增大,四方相氧化锆的占比不断减小。②扫描电镜观察结果显示,单纯的3%氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷表面存在大量气孔,并且表面致密度较低;4%,6%钛酸钡掺杂陶瓷表面的气孔数量减少、表面致密度提高。③随着钛酸钡掺杂量的增加,陶瓷的密度持续降低,孔隙率先降低后升高,其中6%钛酸钡掺杂陶瓷的密度最低,4%钛酸钡掺杂陶瓷的孔隙率最低;随着钛酸钡掺杂量的增加,陶瓷的维氏硬度与断裂韧性持续降低,弹性模量先升高后降低,其中4%钛酸钡掺杂陶瓷的弹性模量最大。④利用直径10μm的金刚石进行划痕实验,结果显示:随着钛酸钡掺杂量的增加,陶瓷的摩擦系数和划痕深度均呈先降低后升高的趋势,其中4%钛酸钡掺杂陶瓷的摩擦系数与划痕深度最低;扫描电镜观察结果显示,4组陶瓷试样划痕两侧出现了不同程度的破碎,其中单纯氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷的划痕边缘破碎最为严重,4%钛酸钡掺杂陶瓷的划痕边缘破碎最轻。⑤结果表明,4%钛酸钡掺杂氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷复合材料具有高的耐磨性和强度,可保持长期稳定性。 展开更多
关键词 钛酸钡 氧化锆 陶瓷 口腔医学 耐磨性能 微观形貌 工程化口腔材料
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可穿戴电子器件在生物电信号传感中的研究进展 被引量:1
2
作者 杨云 陈颖芝 《纺织科学研究》 2026年第1期28-35,共8页
系统探讨了可穿戴导电水凝胶与智能织物在生物电信号智能传感中的关键技术突破、应用潜力及核心挑战,并展望其未来发展方向。可穿戴导电水凝胶凭借类组织力学特性、优异生物相容性及离子-电子双导机制,与智能织物结合后,突破传统刚性电... 系统探讨了可穿戴导电水凝胶与智能织物在生物电信号智能传感中的关键技术突破、应用潜力及核心挑战,并展望其未来发展方向。可穿戴导电水凝胶凭借类组织力学特性、优异生物相容性及离子-电子双导机制,与智能织物结合后,突破传统刚性电极的适配性局限,实现了对肌电、心电及脑电信号的高精度动态监测。然而,长期佩戴的界面稳定性不足、多模态数据标准化难题、生产工艺与临床转化瓶颈仍需突破。未来研究需聚焦仿生界面设计、可解释算法开发及闭环诊疗系统构建。随着材料理性设计与规模化工艺优化,导电水凝胶与智能织物融合技术有望重塑健康监测与智能医疗生态,为人机协同与个性化诊疗提供变革性技术支撑。 展开更多
关键词 可穿戴导电水凝胶 智能织物 生物电信号 柔性电子 可穿戴设备 机器学习 临床转化 人机交互
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不同3D打印同种异体骨和人工高分子复合多孔支架材料修复大鼠颅骨缺损的比较
3
作者 刘伟伟 苟元彬 +5 位作者 崔晓雪 李昕 刘大卫 史梦柔 陈斌 李智峰 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第26期6744-6751,共8页
背景:同种异体骨材料具有良好的骨缺损修复作用,但存在免疫排斥反应、价格昂贵及刚性较低等不足。目的:评价3种3D打印同种异体骨与人工高分子复合多孔支架材料的骨缺损修复能力和组织反应及降解性能。方法:制备3种骨修复材料:(1)样品A:... 背景:同种异体骨材料具有良好的骨缺损修复作用,但存在免疫排斥反应、价格昂贵及刚性较低等不足。目的:评价3种3D打印同种异体骨与人工高分子复合多孔支架材料的骨缺损修复能力和组织反应及降解性能。方法:制备3种骨修复材料:(1)样品A:将聚乳酸-羟基乙酸共聚物与同种异体骨粉按质量比1∶4混合,基于低温沉积3D打印制备骨修复材料;(2)样品B:将聚己内酯与同种异体骨粉按质量比1∶4混合,基于低温沉积3D打印制备骨修复材料;(3)样品C:将聚己内酯与同种异体骨粉按质量比3∶7混合,基于高温熔融3D打印制备骨修复材料。在35只SD大鼠矢状缝两侧各钻取1个直径为5 mm的圆形骨缺损,其中10个缺损处不进行任何干预(空白对照组),15个缺损部位植入同种异体骨材料(阳性对照组),15个缺损部位植入样品A(样品A组),15个缺损部位植入样品B(样品B组),15个缺损部位植入样品C(样品C组)。术后2,4,8,12,26周取材,苏木精-伊红染色观察材料降解、植入部位组织反应和新骨形成情况,Masson染色观察胶原纤维形成状况,免疫组化染色观察RUNT相关转录因子2和Ⅰ型胶原蛋白表达。结果与结论:(1)苏木精-伊红染色:实验周期内,各植入材料均有不同程度降解,其中样品A和B降解较快,其次为阳性对照品,样品C降解较慢。随着时间的延长,各植入材料组的炎症反应均有减轻趋势,但纤维组织增生和新生血管仍较明显;术后26周,样品A组炎症反应减轻明显,其次为样品B组和阳性对照组,样品C组减轻趋势不明显。样品B组术后8周即可见少量新骨形成,样品A组和阳性对照组术后12周可见新骨形成,该3组术后26周可见大量新骨形成;样品C组始终未见明显新骨形成。(2)Masson染色:术后2周,各植入材料组可见少量排列较紊乱的胶原沉积;术后26周,各植入材料组可见大量排列较规则的胶原沉积。(3)免疫组化染色:随着时间的延长,各植入材料组RUNT相关转录因子2和Ⅰ型胶原蛋白表达增加,阳性对照组、样品A组、样品B组术后12,26周的RUNT相关转录因子2和Ⅰ型胶原蛋白表达高于样品C组。(4)结果表明:聚乳酸-羟基乙酸共聚物或聚己内酯与同种异体骨粉低温沉积3D打印的样品比高含量聚己内酯与同种异体骨粉高温熔融打印的样品降解快、炎症反应减轻、成骨因子表达及新骨形成更明显。 展开更多
关键词 3D打印 同种异体骨 人工高分子材料 颅骨缺损 骨修复 体内研究 大鼠
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特征百分位中国男性头部损伤仿生模型参数化建模
4
作者 李海岩 高甜 +3 位作者 王彦鑫 贺丽娟 吕文乐 崔世海 《医用生物力学》 北大核心 2026年第1期232-238,I0001-I0003,共10页
目的系统评估全尺寸系列人体头部在碰撞工况下的损伤机制,提出更具代表性且更优化的头部测评方法与安全防护策略。方法以GB/T 10000中国成年人人体尺寸中男性头部参数为基础,基于TUST IBMs Head模型,分别采用渐进式、直接式和邻近式3种... 目的系统评估全尺寸系列人体头部在碰撞工况下的损伤机制,提出更具代表性且更优化的头部测评方法与安全防护策略。方法以GB/T 10000中国成年人人体尺寸中男性头部参数为基础,基于TUST IBMs Head模型,分别采用渐进式、直接式和邻近式3种参数化建模路径,构建涵盖18~70岁各主要百分位的头部有限元模型,在此基础上评估3种建模路径的优劣,最终选取最优参数化建模路径开发了包含5个年龄段、7个百分位的系统化头部损伤仿生模型;通过重构Nahum与Trosseille经典尸体实验,验证并分析头部损伤仿生模型的有效性及头型尺寸对损伤机制的影响。结果采用渐进式参数化建模路径所构建的头部有限元模型生物仿真度最高,其外部尺寸误差低于0.8%,动态重构实验的Pearson相关系数高于0.91。在相同作用力下,头部百分位与颅内压力峰值呈负相关;在相同加速度下,头部百分位与额叶、枕叶处压力峰值呈正相关。结论基于渐进式建模路径构建的特征百分位尺寸系列头部模型具有较高的生物仿真度,头型尺寸对头部损伤风险具有显著影响,可为头部碰撞防护与评估提供可靠建模基础。 展开更多
关键词 全尺寸系列头部模型 参数化建模 特征百分位尺寸 头部损伤 尸体实验验证
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人机协作优化现行Oswestry功能障碍指数
5
作者 王喆人 倪诚 +2 位作者 喻任 徐志远 裘世静 《医用生物力学》 北大核心 2026年第1期214-221,共8页
目的探讨现行Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index,ODI)(v2.1a)在临床应用中的局限性,通过人机协作模式识别问题并提出优化方案,以提升其评估准确性、适用性及患者填写的便利性。方法结合研究者与生成式人工智能(ChatGPT-4.... 目的探讨现行Oswestry功能障碍指数(Oswestry disability index,ODI)(v2.1a)在临床应用中的局限性,通过人机协作模式识别问题并提出优化方案,以提升其评估准确性、适用性及患者填写的便利性。方法结合研究者与生成式人工智能(ChatGPT-4.5与DeepSeek-R1)的多轮交互,系统分析ODI 2.1a存在的问题。基于人机协作提出条目修改、分级调整与漏填处理优化方案,形成更契合现代临床需求的优化版ODI量表。结果识别出ODI 2.1a在功能障碍分级设置、漏填条目处理、部分条目适应性及表述清晰度等方面存在不足。优化措施包括:将0%得分单列为“正常功能”;明确81%~100%区间的适用人群;以“排尿功能”替代高漏填率的“性生活”条目;细化“提重物”“社交活动”“旅游”等条目的描述。优化版量表在保留原有结构的基础上,提高了评估准确性、填写完整性及临床适应性。结论在人机协作基础上提出了保持原有框架下的ODI量表优化策略,提升了量表的临床实用性与科学性。虽然人工智能在结构审视与内容优化中发挥了有效辅助作用,但最终仍需临床专业人员的综合判断。 展开更多
关键词 OSWESTRY功能障碍指数 人工智能 人机协作 量表优化 腰痛评估
原文传递
数字化设计游离腓骨瓣修复单侧上颌骨缺损的有限元分析
6
作者 翟堃 刘东阳 +4 位作者 马坚 林志瑀 郑茂盛 马小琴 景捷 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第18期4582-4593,共12页
背景:游离腓骨肌皮瓣是目前修复单侧上颌骨缺损的重要手段,临床上多采用单层游离腓骨肌皮瓣及双层折叠式游离腓骨肌皮瓣修复单侧上颌骨缺损,但目前对于二者重建后上颌骨骨性支柱的恢复情况仍缺少相关的生物力学研究。目的:利用三维有限... 背景:游离腓骨肌皮瓣是目前修复单侧上颌骨缺损的重要手段,临床上多采用单层游离腓骨肌皮瓣及双层折叠式游离腓骨肌皮瓣修复单侧上颌骨缺损,但目前对于二者重建后上颌骨骨性支柱的恢复情况仍缺少相关的生物力学研究。目的:利用三维有限元法分析单层游离腓骨瓣及双层折叠游离腓骨瓣修复单侧上颌骨缺损并模拟种植修复后各结构的生物力学特征。方法:收集1例拟行“上颌骨次全切除术同期血管化腓骨肌皮瓣修复重建”52岁男性患者的上颌骨、腓骨CT数据,将数据导入Mimics 21.0软件,通过数字化设计模拟行上颌骨次全切除术并建立单层及双层折叠腓骨修复上颌骨缺损三维模型,再将模型导入Geomagic Studio 2014、SolidWorks 2019、Ansys 18.0等软件建立正常上颌骨复合体(模型A)、模拟种植修复后单层游离腓骨瓣修复单侧上颌骨缺损(模型B)及双层折叠游离腓骨瓣修复单侧上颌骨缺损(模型C)的三维有限元模型,分析比较各模型双侧后牙垂直加载对上颌骨、小钛板及种植义齿的应力分布情况及生物机械稳定性。结果与结论:①模型A、B、C上颌骨应力主要分布在健侧上颌骨近颧骨区域、重建侧腓骨区域以及双侧眶外侧、眶内侧和鼻根部区域;模型B在左侧梨状孔边缘处的应力值明显大于模型C且在该处出现明显红色应力集中区;②模型B在腓骨与牙槽突断端的连接区域在不同载荷下位移均大于模型C,两模型位移最大值出现在患侧加载250 N时,模型B为30μm,模型C为23μm;③模型B、C小钛板的最大应力均位于连接腓骨段与腓骨段之间的转折处的钛板,各载荷下两模型小钛板的最大应力值较为接近,模型B、C小钛板的最大位移在各载荷下均出现在连接腓骨与牙槽突断端小钛板的第一个钉孔处;位移最大值为模型B在该区域患侧加载250 N时,为27μm;④模型B、C种植体在3种载荷下应力均集中于各种植体颈部区域,两模型应力最大值位于末端种植体上,且模型C明显大于模型B,模型B最大应力为58.5 MPa,模型C为160.6 MPa。同时模型B、C最大位移均位于前端种植体上,位移值随载荷的增大而增大,且模型C最大位移值略小于模型B;⑤结果证实:单层式与双层折叠式游离腓骨瓣重建单侧上颌骨缺损后均能较好地恢复上颌骨生物力学支柱,但单层腓骨修复上颌骨在鼻旁处易产生应力集中,导致在受到较大外力作用时会增加该部位骨折的风险,因此采用双层折叠腓骨修复上颌骨更有利于其鼻旁支柱的恢复;这两种修复方式中采用双层折叠腓骨瓣较单层式具有更好的稳定性,但该方式种植义齿局部应力值更大。 展开更多
关键词 上颌骨缺损 双层折叠腓骨 种植义齿 有限元分析 应力 数字化设计 小钛板 生物力学支柱
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纳米珍珠粉水溶性基质对小鼠成纤维细胞增殖、迁移及凋亡的影响
7
作者 陈灵 毛秋华 +1 位作者 徐普 张文柏 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第2期338-344,共7页
背景:珍珠粉富含多种活性成分,可促进成纤维细胞增殖及迁移,从而促进创面愈合和皮肤组织再生。然而,纳米珍珠粉水溶性基质对小鼠成纤维细胞L929增殖、迁移及凋亡的影响尚未报道。目的:探究纳米珍珠粉水溶性基质对小鼠成纤维细胞L929增... 背景:珍珠粉富含多种活性成分,可促进成纤维细胞增殖及迁移,从而促进创面愈合和皮肤组织再生。然而,纳米珍珠粉水溶性基质对小鼠成纤维细胞L929增殖、迁移及凋亡的影响尚未报道。目的:探究纳米珍珠粉水溶性基质对小鼠成纤维细胞L929增殖、迁移及凋亡的影响。方法:将第6代L929细胞分5组培养:阴性对照组不加入任何材料,阳性对照组加入PBS,水溶性基质低、中、高质量浓度组分别加入10,25,40μg/mL的纳米珍珠粉水溶性基质,采用MTT法检测细胞增殖,Transwell小室实验检测细胞迁移能力,流式细胞术检测细胞凋亡率,Western blot检测凋亡相关蛋白Bax、Bcl-2和Caspase-1的表达。结果与结论:①MTT检测与Transwell小室实验结果显示,纳米珍珠粉水溶性基质可促进L929细胞的增殖与迁移,并且具有浓度依赖性;②流式细胞术与Western blot检测结果显示,纳米珍珠粉水溶性基质可降低L929细胞凋亡率及Bax、Caspase-1的蛋白表达,提高Bcl-2蛋白的表达,并且具有浓度依赖性;③结果表明,纳米珍珠粉水溶性基质在高质量浓度的处理下,可以抑制细胞的凋亡。结果表明,纳米珍珠粉水溶性基质可促进成纤维细胞的增殖、迁移,抑制成纤维细胞的凋亡。 展开更多
关键词 纳米珍珠粉 水溶性基质 小鼠成纤维细胞 增殖 迁移 凋亡 工程化皮肤材料
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刺激响应型可注射水凝胶在心肌梗死精准化治疗中的作用与趋势
8
作者 刘洋 刘东辉 +3 位作者 徐磊 展旭 孙昊博 康凯 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第8期2072-2080,共9页
背景:心肌梗死病理变化的个体差异性较大,传统的心肌梗死的治疗目前存在个体化及靶向性不足等局限性。刺激响应型可注射水凝胶在心肌梗死的“精准治疗”应用中展示出了巨大潜力。目的:介绍多种刺激响应型可注射水凝胶在心肌梗死中的应... 背景:心肌梗死病理变化的个体差异性较大,传统的心肌梗死的治疗目前存在个体化及靶向性不足等局限性。刺激响应型可注射水凝胶在心肌梗死的“精准治疗”应用中展示出了巨大潜力。目的:介绍多种刺激响应型可注射水凝胶在心肌梗死中的应用进展,重点介绍材料设计及心肌梗死修复效果。方法:检索中国知网、PubMed数据库中刺激响应型可注射水凝胶在心肌梗死治疗中应用的相关文献,中文检索词为“心肌梗死,可注射水凝胶,刺激响应型可注射水凝胶,纳米技术,组织工程”,英文检索词为“Myocardial infarction,injectable hydrogel,stimuli-responsive injectable hydrogel,nanotechnology,tissue engineering”,文献检索时限为各数据库建库至2025年1月,最终选取符合标准的69篇文献进行综述。结果与结论:①心肌梗死病理变化存在不同或者同一个体在时间和空间维度方面的差异,尤其在心肌梗死的炎症期,梗死区微环境恶化形成的严重炎症级联反应加剧心肌细胞死亡,故构建可依据局部病理变化按需给药的载药系统进行“精准治疗”是必要的。②心肌梗死的治疗包括控制炎症、减少活性氧生成、保护心肌细胞及避免细胞外基质重构等。③刺激响应型可注射水凝胶可以精准感受梗死区微环境以及外界刺激变化,从而导致自身形态发生应变以及治疗因子的释放,具有为病变区域提供物理支撑、实现药物及治疗因子可控靶向性输送和减少流失、提高药物及治疗因子的吸收利用率等优势。因此,具有多种功能的刺激响应型可注射水凝胶在推动心肌梗死的精准化治疗中具有巨大潜力。 展开更多
关键词 刺激响应 可注射水凝胶 心肌梗死 纳米技术 组织工程 水凝胶
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贻贝源性抗菌肽涂层改性假体预防早期假体周围感染和调节骨转入
9
作者 刘博 吾湖孜·吾拉木 +5 位作者 朱光兆 郭晓斌 宋子悦 孟兴补 胡俊杰 张晓岗 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第2期278-287,共10页
背景:假体周围感染是导致全膝关节置换术后早期失败的最常见原因,目前通过改良假体表面来预防假体周围感染的方法存在不同程度的局限性。目的:构筑一种可稳定改良植入物表面的涂层材料,预防假体周围感染初期浮游菌感染、调节植入物周围... 背景:假体周围感染是导致全膝关节置换术后早期失败的最常见原因,目前通过改良假体表面来预防假体周围感染的方法存在不同程度的局限性。目的:构筑一种可稳定改良植入物表面的涂层材料,预防假体周围感染初期浮游菌感染、调节植入物周围骨转入功能。方法:①材料制备:通过Fmoc法固相肽合成技术分别制备YGF多肽(有促进骨形成作用)、LL-37多肽(具有抗菌特性)及YGF+LL-37复合肽,将钛基材料分别浸泡于3种多肽溶液中2 h,分别得到YGF涂层、LL-37涂层与复合肽涂层包裹钛片。②体外实验:将无涂层钛片与涂层包裹钛片分别与大肠杆菌(或金黄色葡萄球菌)共培养,通过平板法计数菌落。将MC3T3细胞分别接种于无涂层钛片与涂层包裹钛片表面,茜素红染色观察材料表面钙盐沉积,Western blot检测RUNX2、骨钙素、骨桥蛋白与骨形态发生蛋白2的蛋白表达。③动物实验:将24只SD大鼠随机分3组处理:空白组(n=8)股骨髓管内植入无涂层钛钉,对照组(n=8)股骨髓管内植入无涂层钛钉+关节囊内注射金黄色葡萄球菌悬液,实验组(n=8)股骨髓管内植入复合肽涂层包裹钛钉+关节囊内注射金黄色葡萄球菌悬液。植入5周后,进行股骨标本micro-CT检测、股骨苏木精-伊红染色与免疫组化染色。结果与结论:①体外实验:与无涂层钛片与YGF涂层包裹钛片相比,LL-37涂层与复合肽涂层包裹钛片可显著抑制大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的生长繁殖。与无涂层钛片与LL-37涂层包裹钛片相比,YGF涂层与复合肽涂层包裹钛片可促进成骨细胞的钙盐沉积,提升RUNX2、骨钙素、骨桥蛋白与骨形态发生蛋白2的蛋白表达。②动物实验:micro-CT检测显示,对照组骨量少于空白组、实验组。苏木精-伊红染色显示,对照组钉道周围存在大量的纤维组织,空白组钉道周围只存在少量组织纤维化,实验组钉道周围只有少部分组织纤维化。免疫组化染色显示,对照组白细胞介素1β与肿瘤坏死因子α蛋白表达高于空白组、实验组,实验组骨钙素、RUNX2、骨桥蛋白表达高于空白组、对照组。③结果表明:YGF+LL-37复合肽涂层包裹的钛基材料具有良好的抗菌能力,可促进植入物周围骨转入。 展开更多
关键词 假体周围感染 生物肽涂层 抗菌肽 骨转入 多肽 骨整合 工程化骨材料
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正畸上颌牙列远中移动的三维有限元分析
10
作者 谢丽丽 张昊 寻春雷 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第14期3557-3567,共11页
背景:上颌牙列远中移动是临床常用的非拔牙矫治策略,但临床实现效率低,传统方式易产生支抗丢失和磨牙往复移动,因此,国内外学者不断探索新的治疗途径,并应用有限元分析研究远中移动的力学机制。目的:建立上颌复合体及矫治器三维有限元模... 背景:上颌牙列远中移动是临床常用的非拔牙矫治策略,但临床实现效率低,传统方式易产生支抗丢失和磨牙往复移动,因此,国内外学者不断探索新的治疗途径,并应用有限元分析研究远中移动的力学机制。目的:建立上颌复合体及矫治器三维有限元模型,对比两种远中移动上颌牙列方式的牙齿初始位移和牙周膜应力变化。方法:选择个别正常牙合成人志愿者1例,拍摄颌面部锥形束CT图片,据此建立上颌骨-上牙列-牙周膜-弓丝-托槽-牵引钩-微种植体支抗钉的三维有限元模型,在此模型基础上设置2组加载模式,分别为A组(整体远移2 N组)、B组(推簧分步远移2 N组),每个组别中分别设置3,5,7 mm的牵引钩高度,即A1、A2、A3、B1、B2、B3共6组工况。其中A组模型(A1、A2、A3)模拟支抗钉整体远移方式,B组模型(B1、B2、B3)模拟支抗钉-推簧分步远移方式,A组、B组中微种植体支抗钉颈部加载力值均为2 N,在有限元软件中分析计算牙齿水平向、矢状向和垂直向的初始位移变化以及牙周膜应力分布。结果与结论:①两组加载方式均实现了上颌牙列的远中移动,但移动量和效率不同。在牵引钩高度相同情况下,与A组整体远移的加载方式相比,B组推簧分步远移的加载方式使磨牙实现了更大的远中移动量。在整体远移时,磨牙远中倾斜移动,当牵引钩高度为5 mm时位移量最大;在推簧分步远移时,磨牙呈整体远中移动趋势,当牵引钩高度为7 mm时位移量最大,但切牙有唇倾趋势。在牵引钩高度相同条件下,B组磨牙远移量均高于A组,B2组牙周膜范式等效应力值最大,为31 kPa。②应用微种植体支抗辅助整体远移上颌牙列时,在5 mm牵引钩高度时远移效率表达最高;应用微种植体支抗-推簧分步远移上颌牙列时,在7 mm牵引钩高度时远移效率表达最高;在不同牵引钩高度下,构建的颊侧微种植体-推簧-牵引钩系统均较整体远移方式的效率更高,磨牙倾向整体远移。 展开更多
关键词 上颌牙列 远中移动 微种植体支抗 三维有限元分析 生物力学研究 牙周膜
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负载去铁胺海藻酸锶水凝胶促进大鼠颅骨损伤的修复
11
作者 王浩 何秦 +2 位作者 王枰稀 张骏 吴治林 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第14期3609-3617,共9页
背景:近年来,海藻酸盐水凝胶被广泛应用于骨组织工程中,以促进骨的再生。研究表明,去铁胺可促进血管生成和骨再生。目的:构建海藻酸锶/去铁胺水凝胶,分析该水凝胶的促血管形成与骨再生能力。方法:①采用化学交联法制备海藻酸锶水凝胶与... 背景:近年来,海藻酸盐水凝胶被广泛应用于骨组织工程中,以促进骨的再生。研究表明,去铁胺可促进血管生成和骨再生。目的:构建海藻酸锶/去铁胺水凝胶,分析该水凝胶的促血管形成与骨再生能力。方法:①采用化学交联法制备海藻酸锶水凝胶与海藻酸锶/去铁胺水凝胶,扫描电镜观察水凝胶的微观形貌。将海藻酸锶水凝胶与海藻酸锶/去铁胺水凝胶分别与大鼠骨髓间充质干细胞共培养,通过活死细胞染色和CCK-8检测评估水凝胶的细胞毒性。将两种水凝胶分别与大鼠骨髓间充质干细胞进行成骨诱导培养,通过碱性磷酸酶染色、茜素红染色和骨桥蛋白免疫荧光染色分析成骨分化情况。将两种水凝胶浸提液分别与人脐静脉内皮细胞共培养,通过小管形成实验和CD31免疫荧光染色分析血管形成情况。②在18只SD大鼠颅骨部位制作5 mm的圆形骨缺损,随机分3组干预,每组6只,对照组不进行任何干预,其余两组分别注射海藻酸锶水凝胶与海藻酸锶/去铁胺水凝胶。术后8周,通过Micro-CT检测与苏木精-伊红、Masson染色分析骨修复情况。结果与结论:①扫描电镜下可见两种水凝胶均呈疏松多孔的结构;活死细胞染色和CCK-8检测显示,两种水凝胶无细胞毒性;碱性磷酸酶染色、茜素红染色和骨桥蛋白免疫荧光染色分析显示,两种水凝胶均可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化;小管形成实验和CD31免疫荧光染色分析显示,相较于海藻酸锶水凝胶,海藻酸锶/去铁胺水凝胶可促进血管形成。②大鼠颅骨缺损实验Micro-CT检测显示,海藻酸锶/去铁胺组新骨形成明显多于对照组、海藻酸锶组;苏木精-伊红、Masson染色显示,海藻酸锶/去铁胺组新骨形成与胶原沉积明显优于对照组、海藻酸锶组。③结果表明,海藻酸锶/去铁胺水凝胶具有良好的促血管形成与骨再生能力。 展开更多
关键词 海藻酸锶 水凝胶 去铁胺 骨损伤修复 骨再生 工程化骨材料
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生物材料与骨再生:研究热点及有影响力的500篇文献分析
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作者 姜侃 阿力木江·阿不都肉苏力 +3 位作者 沙拉依丁·艾尔西丁 艾克拜尔江·艾赛提 库提鲁克·守克尔 艾克热木江·木合热木 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第2期528-536,共9页
背景:新型生物材料不仅提供必要的机械支撑,还能促进细胞增殖和分化、诱导骨再生,从而改善治疗效果,为骨再生技术的发展提供了新的视角和方法。目的:通过文献计量学方法可视化分析生物材料在骨再生领域的研究状况及发展前景。方法:在Web... 背景:新型生物材料不仅提供必要的机械支撑,还能促进细胞增殖和分化、诱导骨再生,从而改善治疗效果,为骨再生技术的发展提供了新的视角和方法。目的:通过文献计量学方法可视化分析生物材料在骨再生领域的研究状况及发展前景。方法:在Web of Science核心数据库中,精选了数据库建库至2024-09-24关于骨再生和生物材料领域最具影响力的文献500篇,运用VOSviewer和CiteSpace两款工具进行深入的计量学可视化分析,以揭示该领域的研究趋势和核心文献结果与结论:在所选的500篇文献中,中国和美国在发表论文数量和被引用率方面均占据领先地位,而常江是发文最多的作者,发表文章最多的期刊为Acta Biomaterialia。骨再生和材料学是一个跨学科的研究范畴,涵盖了材料科学、生物医学工程、细胞生物学、分子生物学等多个学科领域。骨修复材料的研究正从传统的生物惰性材料向生物活性材料转变,这些材料不仅提供机械支撑,还能促进细胞增殖和分化,诱导骨再生。合成骨修复材料因丰富的来源、可调节的物理化学特性以及较低的免疫排斥和疾病传播风险,正逐渐替代传统材料,成为临床骨移植手术的首选。研究者们正在不断改进这些材料的生物相容性、仿生特性、骨传导性和骨诱导性,使其更接近天然骨,前沿主要集中在生物活性陶瓷、3D打印、水凝胶、壳聚糖、羟基磷灰石等材料。新型材料在骨再生领域中的作用至关重要,随着材料科学技术的不断进步,这些新型材料在骨再生领域的应用前景非常广阔,有望为骨缺损治疗提供更为有效和个性化的治疗方案。 展开更多
关键词 骨再生 生物材料 文献计量学 骨科学 组织工程 可视化 Cite space VOSviewer 工程化材料
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硬模板构建纳米β-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石根管封闭材料
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作者 李倩 曲曼姑丽·阿布都克力木 +1 位作者 邵子瑜 胡杨 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第14期3597-3608,共12页
背景:现阶段根管封闭剂多存在生物相容性、机械力学性能和降解性不佳的缺点,纳米β-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石具有较好的生物相容性能、降解性和封闭性,在根管封闭剂领域有重要研究价值。目的:以牙本质片硬模板调控纳米β-磷酸三钙和纳... 背景:现阶段根管封闭剂多存在生物相容性、机械力学性能和降解性不佳的缺点,纳米β-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石具有较好的生物相容性能、降解性和封闭性,在根管封闭剂领域有重要研究价值。目的:以牙本质片硬模板调控纳米β-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石材料晶体的成核、生长及重构,构建微观形态和三维结构与牙体硬组织结构类似的新型根管封闭材料。方法:收集因智齿阻生而拔除的废弃第三磨牙30颗,制备牙本质片。将不同质量的纳米β-磷酸三钙(或纳米羟基磷灰石)分别溶于蒸馏水中,将溶液倒入含有牙本质片的培养皿中,置于37℃恒温培养箱中12 h,得到10%,20%,30%纳米β-磷酸三钙/牙本质片和10%,20%,30%纳米羟基磷灰石/牙本质片,以单纯的纳米β-磷酸三钙、纳米羟基磷灰石为对照。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射仪和X射线光电子能谱技术对8组样本进行表征和分析。结果与结论:①扫描电子显微镜:在牙本质片的调控下,纳米β-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石的微观结构和形貌特征均发生了改变,纳米β-磷酸三钙颗粒形态由不规则多边形变为短棒状、球状,排列成三维团簇状,纳米羟基磷灰石颗粒形态由棒状、针状变为短棒状等多种形态;纳米β-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石颗粒有序地排列在牙本质胶原纤维网络之间,并且随着纳米β-磷酸三钙或纳米羟基磷灰石浓度的增加,附着及团聚现象越来越明显,排列越来越紧密。②拉曼光谱:在牙本质片的调控作用下,纳米β-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石的官能团未发生改变,但是随着纳米β-磷酸三钙或纳米羟基磷灰石浓度的增加,官能团特征峰的强度增强。③X射线衍射:在牙本质片的调控作用下,纳米β-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石的结晶度提升,晶体结构更完整,晶粒变小,其中30%纳米β-磷酸三钙/牙本质片和30%纳米羟基磷灰石/牙本质片的结晶性最好。④X射线光电子能谱:在牙本质片的调控作用下,纳米β-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石的元素组成未变,但出现部分化学态变化以及特征峰强度增强特征。⑤结果表明,以牙本质片为硬模板构建的纳米β-磷酸三钙或纳米羟基磷灰石复合材料表征性能稳定,牙本质片对纳米β-磷酸三钙和纳米羟基磷灰石具有一定的调控功能,其中30%纳米β-磷酸三钙/牙本质片、30%纳米羟基磷灰石/牙本质片表征性能更为优异。 展开更多
关键词 纳米β-磷酸三钙 纳米羟基磷灰石 硬模板 牙本质片 表征性能 晶体 微观形貌 分子结构
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手性水凝胶构筑及其生物应用
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作者 赵常利 冯传良 《高分子通报》 北大核心 2026年第1期1-19,共19页
作为生命体系的基本属性,手性在生物分子识别、细胞行为调控及免疫应答等过程中发挥着关键作用。手性水凝胶结合了水凝胶优异的生物相容性、可调控的物理化学性质与手性结构的生物学特异性,已成为生物材料领域的研究热点。本文系统综述... 作为生命体系的基本属性,手性在生物分子识别、细胞行为调控及免疫应答等过程中发挥着关键作用。手性水凝胶结合了水凝胶优异的生物相容性、可调控的物理化学性质与手性结构的生物学特异性,已成为生物材料领域的研究热点。本文系统综述了手性水凝胶的构建策略,包括超分子自组装、高分子共价构筑及多组分共组装等方法,重点探讨了其在组织工程、免疫调控、癌症治疗等生物医学领域的应用进展,并对手性水凝胶在仿生材料、再生医学、免疫工程等方向的未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 手性 水凝胶 组织工程 免疫调控 癌症治疗
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男性青少年特发性脊柱侧弯背部肌肉表面肌电活动特征
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作者 吴旭东 刘子青 +1 位作者 马佩 王乐军 《医用生物力学》 北大核心 2026年第1期159-166,共8页
目的分析男性青少年特发性脊柱侧弯(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)患者背部肌群的动态量化肌肉激活异常与脊柱畸形之间的关系,构建基于表面肌电(surface electromyography,sEMG)参数的性别特异性评估模型,为优化男性AIS的早期... 目的分析男性青少年特发性脊柱侧弯(adolescent idiopathic scoliosis,AIS)患者背部肌群的动态量化肌肉激活异常与脊柱畸形之间的关系,构建基于表面肌电(surface electromyography,sEMG)参数的性别特异性评估模型,为优化男性AIS的早期筛查、精准干预及康复策略提供生物力学依据。方法纳入60名男性青少年(AIS组30例,对照组30例),采用无线肌电系统采集静态(直立、前屈30°)与动态(冠状面侧屈)任务中竖脊肌、多裂肌及背阔肌EMG信号。通过均方根(root mean square,RMS)、积分肌电(integrated electromyography,iEMG)、对称性指数(symmetry index,SI)、激活时序差(ΔT)及协同收缩率(co-contraction rate,CR)等指标分析肌肉活动模式,并基于sEMG指标参数构建AIS预测模型。结果在静态任务中,AIS组凸侧竖脊肌与多裂肌RMS均显著高于对照组(P<0.01),而凹侧ES与MF激活强度分别降低18.7%(P=0.021)和23.9%(P=0.002)。前屈30°时,凸侧竖脊肌RMS较对照组显著升高(P<0.01),SI较对照组下降(P<0.001),凸侧激活较对照组延迟。动态侧屈中,AIS组向凹侧屈曲时凸侧竖脊肌iEMG显著升高(P=0.017),且激活时序紊乱(P<0.001)。多裂肌呈现相似趋势,凹侧屈曲iEMG显著升高(P=0.002),而背阔肌iEMG无显著差异。多元回归分析表明,SI、凸侧竖脊肌RMS及ΔT联合可解释82%的Cobb角变异(调整R^(2)=0.82),其中SI每降低10%,Cobb角增加6.5°(P<0.001)。结论男性AIS患者背部肌群呈现凸侧过度激活与凹侧抑制的特征性sEMG异常,动态任务中时序紊乱及协同收缩增强进一步反映神经控制缺陷。 展开更多
关键词 青少年特发性脊柱侧弯 表面肌电 肌肉对称性 脊柱畸形 康复评估
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聚电解质改性聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能
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作者 高传豹 张欣悦 +4 位作者 岑佳佳 陈琴 冯海燕 陈凯 张德坤 《中国机械工程》 北大核心 2026年第1期14-21,共8页
为了提高聚醚醚酮(PEEK)的摩擦学性能,提出了“先改性,后成形”方法。通过紫外光引发将亲水性3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐(SPMK)接枝到PEEK粉体表面,再热压制备PEEK-SPMK复合材料,分析了PEEK改性后在不同工况下的摩擦磨损行为,揭示聚电解... 为了提高聚醚醚酮(PEEK)的摩擦学性能,提出了“先改性,后成形”方法。通过紫外光引发将亲水性3-磺酸丙基甲基丙烯酸钾盐(SPMK)接枝到PEEK粉体表面,再热压制备PEEK-SPMK复合材料,分析了PEEK改性后在不同工况下的摩擦磨损行为,揭示聚电解质SPMK粉体改性对PEEK复合材料摩擦学行为的影响机制和润滑机理。结果表明:SPMK粉体改性显著提高了PEEK表面的润湿性;PEEK-SPMK在生理盐水中的摩擦因数0.028和磨损率5.6×10^(-7)mm^(3)/(N·m)较纯PEEK显著减小。 展开更多
关键词 人工关节 粉体表面修饰 聚醚醚酮 聚电解质 水合润滑
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有限元分析弹性髓内钉治疗尺桡骨干双骨折不同进针点的力学差异
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作者 陈伟 杨玉亭 +1 位作者 王艳 聂伟志 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第15期3772-3779,共8页
背景:经皮弹性髓内钉治疗尺桡骨干双骨折桡骨的进针点主要有Lister结节和桡骨茎突两种选择,但针对上述两种进针点的对比未见报道。目的:通过三维有限元技术分别建立尺桡骨干双骨折Lister结节进针和桡骨茎突进针三维有限元模型,模拟人体... 背景:经皮弹性髓内钉治疗尺桡骨干双骨折桡骨的进针点主要有Lister结节和桡骨茎突两种选择,但针对上述两种进针点的对比未见报道。目的:通过三维有限元技术分别建立尺桡骨干双骨折Lister结节进针和桡骨茎突进针三维有限元模型,模拟人体前臂正常运动,分析其生物力学稳定性及安全性。方法:基于24岁正常成年男性尺桡骨CT图像重建尺桡骨几何形态,应用有限元分析Mimics软件建立尺桡骨干双骨折Lister结节进针和桡骨茎突进针两种不同进针点模型,于Ansys软件中分别对模型施加旋转、屈曲、拉伸、压缩应力,分析其生物力学变化。结果与结论:①通过三维有限元生物力学分析对比尺桡骨干双骨折两种进针点模型在不同应力下的最大位移、应力峰值及应力分布情况,发现Lister结节和桡骨茎突进针点均能有效控制断端移位,尤其在对抗屈曲应力上效果显著;②二者固定稳定性相近,桡骨茎突进针组对抗4种应力时最大位移值略小,但内固定应力更为集中;③两种模型都能有效分散压力,使骨骼应力均匀分布,骨骼及内固定峰值均集中于尺骨鹰嘴进针点,且桡骨茎突进针组在对抗屈曲应力时内固定应力峰值最大,有断钉或应力性骨折风险。 展开更多
关键词 弹性髓内钉 尺桡骨干双骨折 三维有限元 Lister结节 桡骨茎突 生物力学
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步行功率预测中的机器学习模型比较与传感器放置位置评估
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作者 王刚 赵子谦 +2 位作者 郭瑞凝 刘宇 钱振宇 《医用生物力学》 北大核心 2026年第1期189-196,共8页
目的探究基于惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)数据的5种机器学习模型在实时步行功率预测中的性能差异,并评估不同IMU放置位置方案对预测效果的影响,以期为大众健身和运动干预提供理论依据。方法同步采集7个部位IMU数据、... 目的探究基于惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)数据的5种机器学习模型在实时步行功率预测中的性能差异,并评估不同IMU放置位置方案对预测效果的影响,以期为大众健身和运动干预提供理论依据。方法同步采集7个部位IMU数据、运动捕捉数据及测力台数据。将以环节动力学计算得出的功率作为金标准,建构包含18083条样本的步行功率数据集。对比弹性网络、随机森林、极限梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)、人工神经网络和门控循环单元5种机器学习模型的预测性能,并采用留一交叉验证进行评估。基于XGBoost模型特征重要性确定重要的IMU位置。结果XGBoost模型在7个IMU配置下性能最优(r=0.862),且推理时间满足实时需求(8.29 ms)。踝部IMU数据在预测中贡献最大,重要性占比达28.64%。在双IMU配置中,踝部+腕部IMU组合的综合性能最佳;在单IMU配置中,踝部IMU在预测性能最佳。结论XGBoost在多传感器配置中展现显著优势,踝部+腕部双IMU配置在预测精度与可穿戴实用性之间取得了良好的平衡,可为运动干预中的负荷计量提供理论支持。 展开更多
关键词 机器学习 步行功率 惯性测量单元 可穿戴设备
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追尾碰撞中头枕倾角对乘员颈部损伤的影响
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作者 崔世海 丁琦 +2 位作者 李海岩 贺丽娟 吕文乐 《中国医学物理学杂志》 2026年第3期364-371,共8页
目的:探究汽车追尾碰撞时头枕倾角对乘员头颈部运动学和生物力学响应的影响。方法:通过构建头颈部有限元模型,结合C-NCAP(2024版)鞭打试验工况,设置不同头枕倾角(100°~150°)时头颈部的追尾碰撞仿真试验,分析不同头枕倾角时乘... 目的:探究汽车追尾碰撞时头枕倾角对乘员头颈部运动学和生物力学响应的影响。方法:通过构建头颈部有限元模型,结合C-NCAP(2024版)鞭打试验工况,设置不同头枕倾角(100°~150°)时头颈部的追尾碰撞仿真试验,分析不同头枕倾角时乘员颈部的生物力学响应和运动学响应,如全颈椎(C1~C7)剪切力、轴向力、弯矩、上下颈椎相对速度与加速度、颈部组织应力分布以及颈部的NIC和Nkm等指标,揭示不同头部倾角时乘员颈部的损伤特征与机理。结果:随着头枕倾角的增大,上下颈椎相对速度和加速度降低,颈部屈伸角度逐渐减小,颈部损伤指标NIC降低,Nkm呈增-减-增趋势,而颈部椎骨、脊髓等的应力以及不同韧带等的应变指标呈现复杂的变化趋势;当头枕倾角在120°~130°时,颈椎所受剪切力和弯矩有所增加,其颈椎和脊髓的应力也出现明显峰值波动。结论:座椅头枕倾角变化对颈部损伤影响具有复杂性,研究其损伤时应结合应力应变指标和NIC、Nkm等指标综合考虑。在倾角约120°时应考虑合理头枕设计以缓解颈部受力。该研究为头枕设计优化、提升车辆安全性能以及相关安全法规的完善提供基础。 展开更多
关键词 头颈部有限元模型 头枕倾角 颈部损伤 有限元分析 追尾碰撞
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建立光-力-生物耦合新理论
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作者 王雁 陈萱 《医用生物力学》 北大核心 2026年第1期13-16,共4页
人眼视觉以光学为基础,是生物体对光学成像的感知与响应系统。近年来研究表明,力学通过调控眼球结构与材料属性,可以直接影响光学成像质量,是影响视觉功能的重要物理因素之一。然而,人眼本质上是生物组织,是具有主动生物反馈能力的生命... 人眼视觉以光学为基础,是生物体对光学成像的感知与响应系统。近年来研究表明,力学通过调控眼球结构与材料属性,可以直接影响光学成像质量,是影响视觉功能的重要物理因素之一。然而,人眼本质上是生物组织,是具有主动生物反馈能力的生命结构,其光学与力学的作用过程并非纯粹的物理现象,而是伴随器官、组织甚至细胞等层面的多层次生物响应。基于光学、力学与生物反应三者之间存在耦合作用,本文提出光-力-生物(opticsmechanics-biology,OMB)耦合理论框架,系统探究光刺激、力学响应与生物组织作用形成多尺度反馈系统发挥最终效应。代表性疾病如圆锥角膜、青光眼的发展过程均体现光、力与生物耦合的作用。OMB理论框架有望为阐明眼部疾病的发生发展机制、提高诊疗效能,以及推动基础研究与精准医学发展等提供新思路。 展开更多
关键词 视觉 光学 力学 生物组织 耦合效应 光-力-生物耦合
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