生物力學實驗方法精選(九篇)

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第1篇：生物力學實驗方法范文

(一)物理實驗能力的基本層次及培養方法

中學物理實驗分為教師的演示實驗、學生邊學邊實驗、學生分組實驗和課外實驗。實驗能力相應構建為七個基本層次，根據各層次的特點培養學生的實驗能力。

1　物理儀器和基本工具的使用。這是一個低層次的實驗技能操作，物理教師要注意四點：①物理儀器一般都有量程，介紹物理儀器時，要求學生實驗前，先要考慮儀器的量程，防止損壞教學儀器。②使用物理儀器前要校正零點，防止測出數據不夠準確。③會正確讀取測量結果。使用物理儀器測量時要求學生弄清楚最小刻度值，教會學生準確地讀出數據。④掌握物理教學儀器的構造原理，學會正確使用方法和規則。

2　構建完整實驗步驟及簡單實驗操作。培養學生實驗操作能力，首先要求學生明確實驗目的、原理或實驗依據，并要根據實驗的原理，對實驗進行設計，構建實驗步驟及簡單實驗操作方法，其次，培養學生正確調整和安裝儀器，正確連接電路的技能。

3　科學設計實驗表格。培養學生科學設計實驗表格的能力，關鍵在于向學生講清楚表格設計的要求和規則，做到心中有數，設計的表格完整、科學，便于分析和研究。

4　利用誤差知識分析物理實驗。學生在實驗中得到的數據可能有些偏差，教師要指導學生分析實驗誤差的原因。

5　正確記錄實驗數據，進行運算和分析，得出正確結論。培養學生正確記錄數據的能力，要求學生在實驗中集中精神，手腦并用，按步驟嚴格操作，及時地把握時機記錄數據。教師要指導學生進行物理數據的分析、運算和總結規律，按有效運算法去處理數據對實驗結果進行適當分析討論，并鼓勵學生用多種思路去設計實驗，培養學生的發散思維能力。

6　正確書寫物理實驗報告。實驗報告格式要嚴格按照課本的要求書寫，語言要精練，文字要準確，物理結論要突出。最后寫出物理實驗成功與失敗的原因。

7　科學設計簡單的可行物理實驗。培養學生設計實驗能力應該注意三點：

①培養學生設計物理實驗的思想和方法。每個實驗都有特定的設計思想，引導學生領會前人的實驗設計思想，體驗科學家的探索過程，是培養學生有設計實驗思想的一種有效方法。

第2篇：生物力學實驗方法范文

物理學是一門實驗科學，物理概念的建立與物理規律的發現，都以實驗事實為依據。學生只有通過實驗觀察物理事實，才能真正理解和掌握知識。通過實驗教學，激發學生學習物理的興趣。

一、用實驗導入新課的方法，使學生產生懸念，然后通過教學解決懸念。

每節課的前十幾分鐘，學生情緒高昂，精神健旺，注意力集中，如果教師能抓住這個有利時機，做一些隨手可做的實驗，就能激發他們的學習興趣，使學生注意力集中起來。例如在講圓周運動的向心力時，可用易拉罐做成“水流星”實驗，按照常規認識，當易拉罐運動到最高點時，水必往下灑，但從實驗結果看卻出乎意料之外，水并沒有下落。接著轉速慢下來，學生們會發現慢到一定程度后水會下落.接著提出問題：“要使水不下落，必須滿足什么條件？”從而引入課題，使學生在好奇心理的驅使下進入聽課角色。

二、趣味新奇的物理實驗演示，激發學生的好奇心理，從而激發他們思索的欲望。

剛學物理的學生，頭腦中對物理知識的了解總有些“前科學概念”，其中包含了理解和誤解。如在教“光的折射”現象時，介紹一個實驗情景：實驗裝置是一個玻璃杯中裝水，水中插上一個塑料泡沫片，在塑料泡沫片上粘貼一條用塑料紙剪成的魚，讓幾個學生各用一根鋼絲猛刺水中的魚，由于學生總認為眼睛所看到的魚自然是魚本身，在樣的直覺下也自然難以刺到魚。教師把泡沫片從水中提出來，學生會發現三根鋼絲都落在魚的上方，接著說：要想知道其中的道理，就得學習“光的折射”現象。通過實驗演示能激發學生的興趣。使學生的注意力集中。

三、把實際生活中的現象跟物理實驗聯系起來，使學生感悟實際生活的奇妙和規律性。

根據學生求動、求知、求解、求異、求新的心理特點，精心組織和設計課堂講授內容和實驗內容，把課本知識和實際生活聯系起來。從生活走向物理，展示其趣味性。中學生學習物理興趣的水平大致處在直接興趣階段，他們對自然現象的解釋和日常生活中的實際問題的處理都具有濃厚的興趣。讓學生在活動中成為學習的主人。讓學生親自透過裝水的杯子觀察書本上的字和自己的手指，使學生能在不斷地變換中得到新發現，讓學生找到自我學習的感覺。通過做“在裝滿水后玻璃杯中能放得下多少個回形針”的實驗。使學生大為驚訝。學生經過親自動手實驗，使他們領略到五光十色的世界存在著很多的自然現象和物理現象，細心觀察和認真實驗是學好物理的方法之一。這樣，在一堂物理課上，讓學生領略到了物理知識與生活實際的緊密聯系，繼而激發了學生學習物理的情感與興趣。使班里的學生喜歡上了物理。

第3篇：生物力學實驗方法范文

1　用水花生葉代替蠶豆葉。觀察葉表皮細胞和氣孔

當采不到蠶豆葉時，可以用隨處可見的水花生替代蠶豆葉，觀察植物下表皮。

1.1　水花生植物特征

水花生屬莧科，蓮子草屬，是多年生宿根草本植物，俗稱革命草，空心蓮子草等。常年以匍匐莖生長，中空，上部莖節爭光上升。葉片長卵形，每節僅對生兩葉于莖節上。頭狀花序，單生與葉腋，小白花，5瓣，聚成球形，6－10月為花果期。

1.2　水花生葉的使用優點

(1)分布廣泛，分布地域廣，全國大部分地區均有分布。陸上、水中均可生長。

(2)取材季節性不強，長江中下游四季均可采到水花生，北方省份至少4～10月可以采到。比蠶豆葉，使用時間長。

(3)水花生表皮易撕下，表皮易撕，與蠶豆葉相差無幾。

(4)氣孔數目多在顯微鏡同樣放大倍數下，單位面積氣孔數目多于蠶豆葉。

2　用蠶豆根尖觀察細胞有絲分裂

在秋季冬季，培養洋蔥根尖用于觀察根尖細胞有絲分裂，洋蔥根長不出時，可培養蠶豆根，觀察根尖細胞有絲分裂。

2.1　用蠶豆根的優點

2.1.1　容易培養

在實驗室里操作簡單易行，不受季節限制，在農貿市場一年四季都可買到蠶豆種子，四季都可培養出蠶豆根。

2.1.2　數量時間容易控制

蠶豆種子的出芽率比較高，有多少組實驗需要多少根尖，經過計算可做到有計劃培養，而洋蔥培養究竟一枝蔥頭會生出多少枝根是未知數。而種子經過催芽之后，多少天會生出根尖，數量、時間易于控制。

2.1.3　觀察效果好

蠶豆根比洋蔥根尖粗大，且染色體也明顯大于洋蔥根尖生長點的細胞，做成裝片，觀察有絲分裂圖像，圖像更清晰。

2.1.4操作方便

蠶豆根尖粗大，培養之后，取很短的根尖(2mm)進行固定即可。而洋蔥根由于太細小，固定時取得太短，解離漂洗很困難；留得長了做成的裝片不易找到生長點。蠶豆根尖解離漂洗染色都比用洋蔥根尖易于操作。

2.1.5　利于培養學生的創新思維

教科書上以洋蔥為例介紹了植物的有絲分裂，并用洋蔥做實驗材料觀察有絲分裂，學生易產生思維定勢。用蠶豆或其他材料觀察有絲分裂使學生認識到有絲分裂普遍存在，實驗用的材料可嘗試創新，探索用不同的材料代替洋蔥實驗，培養學生的創新發散思維。

2.2　蠶豆根的培養方法

2.2.1　浸水

實驗前一周，挑選子粒飽滿蠶豆，計算好大致用量，放在大燒杯里，加入清水。水要浸過蠶豆，每天換水一次，防止爛根。冬季溫度過低可用溫水代替清水，加速培養。冬季大約一周時間，待蠶豆種皮破裂。伸出約5－10mm胚根時停止培養。

第4篇：生物力學實驗方法范文

[摘要]本文通過大量社會調查,結合近期發生的一些典型案例,介紹了應急物流的概念、特點、管理要求,突發公共衛生事件的內涵及防范的意義,探討了突發公共衛生事件應急物流管理的保障機制及應注意的事項;說明了應急物流管理對防范突發公共衛生事件的重要性,指出了我國今后應該向先進的國家學習,做到科學預警,有效防范。

[關鍵詞]突發公共衛生事件應急物流保障機制

一、引言

不斷發生的各種突發公共衛生事件對我國的國民經濟和社會秩序造成了巨大的影響和破壞,每次災難發生時,都需要大量的應急物資,通過應急物流系統,運送到事發地點,對災情進行緊急救助。

在突發性很強的公共衛生事件發生的地區,往往平時沒有賑災物資儲備,或儲備的數量和種類有限。為使突發公共衛生事件造成的損失最小化,急需對應急物流的內涵、規律、保障機制、實現途徑等進行研究,進而建立一套適合我國國情的應急物流系統。

應急物流從概念的提出至今,雖然時間不長,但因其重大的社會意義,已經引起廣泛的關注,研究的廣度和深度在不斷加大,制定應急物流方案,具體研究應急物流在當今社會中的應用是研究的重點。

二、應急物流的內容、特點及管理要求

應急物流(Emergencylogistics)是指以提供突發性自然災害、突發公共衛生事件等突發性事件所需應急物資為目的,以追求時間效益最大化和災害損失最小化為目標的特種物流活動。應急物流具有空間效用、時間效用和形質效用。應急物流在許多情況下是通過物流效率的實現來實現其物流的效益。它將現代物流與應急管理結合,以適應突發公共衛生事件的需要[1-3]。

1.應急物流的特點

(1)非預見性

重特大災害,涉及面廣,破壞力大,突發性強,一般情況下很難預測會出現什么情況。對物流的需求也變得不確定,因此很難事先做好應急物流規劃。

(2)需求的急迫性和多樣性

在突發公共衛生事件發生的時候,短時間之內需要大量的物資,從救災專用設備、醫療設備、通訊設備到生活用品無所不包;同時,往往還會伴隨著運輸系統的惡化,如道路被洪水或山體滑坡阻斷,除了需要在配齊這些物品,還要將這些物品及時送達,這對物流的配送系統是個嚴峻的考驗。

(3)政府與市場共同的參與性

應急物流來源可以由多種方式提供,主要包括政府提供公共物品的方式、公益捐助的方式、企業和個人自主采購滿足自身需求等方式,與多頭供應相對應的是多頭儲備,各自為政的采購與運輸,針對這種分散性,需要對資源進行整合,以備不時之需。因此對于重大災害處理應遵循政府、企業、個人相結合的特點。

(4)突發性

應急物流是由突發事件引起的,所以它最明顯的特征就是突然性和不可預知性。應急物流對時效性要求非常高:必須在最短的時間內,以最快的流程和最安全的方式來進行應急物流保障。通常使用的一套物流運行機制已經不能滿足應急情況下的物流需要,必須要有一套應急的物流機制來組織和實現物流活動。

(5)不確定性

由于人們無法準確地估計突發事件的持續時間、強度大小、影響范圍等各種因素,而使應急物流的內容隨之變得不確定。例如,2003年上半年對SARS的戰斗開始階段,人們對防護和醫療用品的種類、規格和數量都無法有一個確切的把握,各類防護服的規格和質量要求也是隨著人們對疫情的不斷了解而確定的。

(6)非常規性

應急物流本著特事特辦的原則,許多平時物流的中間環節將被省略。整個物流流程表現得更加緊湊,物流機構更加精干,物流行為表現出很濃的非常規色彩。如在應對SARS和禽流感的戰役中,為了保證醫療用品的需求,就需要有一個組織精干、權責集中的機構進行統一組織指揮,以確保物流活動的協調一致和準確及時。

2.應急物流管理的要求

應急物流是在特殊條件下發生的物流活動,應急物流的最根本目的就是實現對突發事件的應急保障,但由于應急物流的突發性、不確定性等特點,決定了應急物流必須著眼于平時的準備,加強應急事件的預警,加強應變機制的演練,才能做到應急物流實施時有條不紊,快速反應。

(1)加強政府在應急物流組織保障工作中的作用

應急物流的組織指揮工作,在很大程度上取決于政府職能的發揮,務實、高效的政府部門是應急物流組織指揮成功的關鍵。

(2)建立應急物流預警機制

在贏得各式各樣的應急物流戰斗中,應急事件的物流豫警機制就變得非常重要。一個運行良好的預警機制,可以很大程度上減少應急物流的突發性和盲目性。使應急物流變得“應而不急”,從而提高應急物流的保障效益和效率。

(3)搞好應急物流預案的編制與演習

編制應急物流預案,完善應急機制、體制和法治,可以提高預防和處置突發性事件的能力,最大程度的預防和減少突發事件及其造成的損害,保障公眾的生命財產安全,維護國家安全和社會穩定,對于構建社會主義和諧社會意義十分重要。

(4)建立健全應急物流的法制機制

從世界范圍來看,在應對突發性災難的時候,國家立法起著很重要的作用。一方面,相關法律可以保障特殊時期、特殊地點、特殊人群的秩序和公正;另一方面,相關法律可以規范普通民眾和特殊人群在特殊時期、特殊地點的權利與義務,可為與不可為。應急物流中的法律機制實際上是一種強制性的動員機制,也是一種強制性的保障機制。

要成功實施應急物流,除了滿足上面要求外,全民動員和“綠色通道”也是不可少的。全民動員是一項人民群眾廣泛參與,依靠自己的力量實現特定的社會發展目標的群眾性活動。“綠色通道”是在重大災害發生及救災賑災時期,在地區間、國家間建立并開通的一條或者多條應急保障專用通道或程序。

為了更好的發展應急物流,也為了今后有效的預防、及時控制和消除突發公共衛生事件的危害,保障公民身體健康和生命安全,研究突發公共衛生事件應急物流已是當務之急。

三、突發公共衛生事件管理及防范的意義

突發性公共衛生事件主要指突然發生,造成或者可能造成社會公眾健康嚴重損害的重大傳染疫情、群體不明原因疾病、重大食物中毒和職業中毒以及其他嚴重影響公眾健康的事件。突發性公共衛生事件由于事發突然,發生原因復雜,具有一定的破壞壞性和持續性,因此,一旦事發,將會造成很嚴重的后果,影響工農業生產和人們正常的生活。

有效的防范突發公共衛生事件,具有十分重要的意義。

1.減少和避免經濟損失

有資料表明:美國每1美元預防白喉、破傷風和百日咳可節約29美元的醫療費。乙肝疫苗有效預防乙肝病毒,每年可減少巨額的醫藥費用。從預防開始,防治結合,禽流感的防控就是很好的例子。

2.減弱或避免政治風險

歷史上已多次發生由突發公共衛生事件導致政治動亂甚至內戰的情況。宏觀政治涉及公共管理機構在國際社會、新聞媒體、公眾面前的形象。應利用各種公共關系,明確公共管理機構的立場,提供及時準確的信息,穩定公眾信心,團結更多的合作者和支持者。微觀政治涉及政策的決策和執行。應成立突發事件應對小組,提出清晰的思路和行動建議,保證信息傳遞準確及時,物資和人事調動暢通無阻。

3.減少或避免文化損失

防范突發公共衛生事件可以塑造良好社會精神,這是國家、民族面對突發事件的靈魂和基礎。要用知識和科學培養正確的突發事件意識、精神準備、承受能力和操作方法,盡快用科學的文化取代滯后的非科學文化和迷信。一個社會如果公眾在信念、意愿、好惡、目的等社會態度方面對突發事件具有科學判斷,就會形成一種科學應對突發事件的社會共識,就會自覺行動。

培養良好習慣,如SARS危機以后人們開始注意講究清潔衛生,實行分餐制,公款吃喝和陋習減少,崇尚大自然,網絡視頻會議網上購物交易娛樂學習等網絡經濟生活提升,引發了一場社會風俗革新運動。

四、突發公共衛生事件應急物流保障機制

為了更好地防范突發公共衛生事件的發生,發生后能采取有效措施積極應對,從政府到地方都要努力做好應急物流管理,建立相應的保障機制,滿足應急物流實施的必要條件,使災情或疫情得到有效控制,使損失降低到最小。

1.技術保障

(1)信息系統

國家建立突發公共衛生事件應急決策指揮系統的信息、技術平臺,承擔突發公共衛生事件及相關信息收集、處理、分析、等工作,采取分級負責的方式進行實施。

要在充分利用現有資源的基礎上建設醫療救治信息網絡,實現衛生行政部門、醫療救治機構與疾病預防控制機構之間的信息共享。

(2)疾病預防控制體系

國家建立統一的疾病預防控制體系。各省(區、市)、市(地)、縣(市)要加快疾病預防控制機構和基層預防保健組織建設,強化醫療衛生機構疾病預防控制的責任;建立功能完善、反應迅速、運轉協調的突發公共衛生事件的應急機制;健全覆蓋城鄉、靈敏高效、快速暢通的疫情信息網絡;改善疾病預防控制機構基礎設施和實驗室設備條件;加強疾病控制專業隊伍建設,提高流行病學調查、現場處置和實驗室檢測檢驗能力。

(3)應急醫療救治體系

按照“中庸之道、地方負責、統籌兼顧、平戰結合、因地制宜、合理布局”的原則,逐步在全國范圍內建成包括急救機構、傳染病救治機構和化學中毒與核輻射救治基地在內的,符合國情、覆蓋城鄉、功能完善、反應靈敏、運轉協調、持續發展的醫療救治體系。

(4)衛生執法監督體系

國家建立統一的衛生執法監督體系。各級衛生行政部門要明確職能,落實責任,規范執法監督行為,加強衛生執法監督隊伍建設。對衛生監督人員實行資格準入制度和在崗培訓制度,全面提高衛生執法監督的能力和水平。

(5)應急衛生救治隊伍

各級人民政府衛生行政部門按照“平戰結合、因地制宜、分類實施、分級負責、統一管理、協調運轉”的原則建立突發公共衛生事件應急救治隊伍,并加強管理和培訓。

(6)加強國際合作

國家有計劃地開展應對突發公共衛生事件相關的防治科學研究,包括現場流行病學調查方法、實驗室并用檢測技術、藥物治療、疫苗和應急反應裝備、中醫藥及中西醫結合防治等,尤其是開展新發、罕見傳染病快速診斷方法、診斷試劑以及相關的疫苗研究,做到技術上有所儲備。同時,開展應對突發公共衛生事件應急處理技術的國際交流與合作,引進國外的先進技術、裝備和方法,提高我國應對突發公共衛生事件的整體水平。

2.物資、經費保障

(1)物資儲備

各級人民政府要建立處理突發公共衛生事件的物資和生產能力儲備。發生突發公共衛生事件時,應根據應急處理工作需要調用儲備物資。衛生應急儲備物資使用后要及時補充。

(2)經費保障

應保障突發公共衛生事件應急基礎設施項目建設經費,按規定落實對突發公共衛生事件應急處理專業技術機構的財政補助政策和突發公共衛生事件應急處理經費。應根據需要對邊遠貧困地區突發公共衛生事件應急工作給予經費支持。國務院有關部門和地方各級人民政府應積極通過國際、國內等多渠道籌集資金,用于突發公共衛生事件應急處理工作。

3.通信與交通保障

各級應急醫療衛生救治隊伍要根據實際工作需要配備通信設備和交通工具,保證正常通信,保證交通通暢。

4.法律保障

國務院有關部門應根據突發公共衛生事件應急處理過程中出現的新問題、新情況,加強調查研究,起草和制定應對突發公共衛生事件的法律、法規和規章制度,形成科學,完整的突發公共衛生事件應急法律和規章體系。

國務院有關部門和地方各級人民政府及有關部門要嚴格執行《突發公共衛生事件應急條例》等規定,根據本預案要求,嚴格履行職責,實行責任制。對履行職責不力,造成工作損失的,要追究有關當事人的責任。

5.社會公眾的宣傳教育

縣級以上人民政府要組織有關部門利用廣播、影視、報刊、因特網、手冊等多種形式對社會公眾廣泛開展突發公共衛生事件應急知識的普及教育,宣傳衛生科普知識,指導群眾以科學的行為和方式對待突發公共衛生事件。要充分發揮有關社會團體在普及衛生應急知識和衛生科普知識方面的作用。

五、結束語

通過對突發性公共衛生事件應急物流管理的探討和學習,以及對2003年SARS、2008年的手足口病、三鹿奶粉事件的關注,我們充分認識到了應急物流管理的重要性。任何一個國家都必須給予高度的重視,因為這體現了一個國家的綜合管理能力。每個國家都應努力做到應對突發事件有條不紊,高度準確及時的預警,人員物資快速響應,隨時到位,將財產損失降到最低。我國對嚴重的“非典”和手足口病的處理,顯示了我國應對突發公共衛生事件的能力和措施,但也反映出了一些應急機制、應急物資儲備機制等不夠完善的一面。應向一些在此方面做得好的的國家和地區學習,比如日本、臺灣地區等,根據我國的具體國情,制定出符合我國國情的應急物流管理措施和方法。

參考文獻:

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[3]劉小群游新兆孫建中孫其政:應急物流能力的內涵剖析與構成體系[J].《災害學》,2007,(2):123-127.

[4]劉建民:關于應急物流保障的思考[J].物流管理,2008,(10):33-35

第5篇：生物力學實驗方法范文

【摘要】 目的 探討腰椎人工髓核植入對鄰近節段腰椎穩定性的生物力學影響。方法 新鮮小牛腰椎脊柱標本8具，分別制備成正常組、腰椎髓核摘除組、人工髓核植入組模型，自體對照，分別記錄髓核摘除后、人工髓核植入與正常組對腰椎鄰近節段的應變及應力改變，以此評估其對腰椎生物力學穩定性的影響。 結果 單純髓核摘除術后病變節段上方相鄰節段椎體的應變明顯下降（P＜0.05）；人工髓核植入后其相應部位的應變與正常相比僅有數值上的增加，無統計學意義（P＞0.05）；髓核摘除后上位節段鄰椎的椎體、椎間盤的應力均有增加，髓核植入后其應力基本恢復正常。　結論 人工髓核植入能有效維持上位相鄰腰椎椎間盤、椎體的正常應力以及應變水平，維持脊柱正常的生物力學，延緩上位鄰近椎體、椎間盤的退變。

【關鍵詞】 腰椎 人工髓核 鄰椎病 生物力學

【Abstract】 Objective To evaluate the biomechanical changes on the annuli fibrosis and vertibral body of the adjacent segments on the condition of PDN implantation. Methods To measture the variety of stress of 8 model made of fresh cow lumbar spine on three conditions:normal， nucleotomy， PDN implantation. Each group was measured under the loading of states of vertical compression ，flexion ，extention， and lateral bending. Results Afer nucleotomy the stress of the adjacent segments decreased significantly while it increased after implantation of PDN.The pressure of vertebral body and intervertibral disc increased after nucleotomy. Conclusions PDN implantation can correct the biomechanical disorders of spine after nucleotomy and decrease the degeneration of adjacent vertebre.

【Key Words】 Lumbar PDN Fixation of lumbar Biomechanics Faced joints

腰痛是腰脊柱疾患中最普遍的癥狀之一。而腰椎間盤源性疾病又是腰痛發生的主要原因。因此，臨床上常將腰痛綜合征與椎間盤病變聯系起來加以考慮。以往認為腰椎椎間盤髓核退行性變是腰椎間盤突出癥的核心病理基礎，腰椎椎間盤向后突出引起坐骨神經痛。但目前也有影像學檢查證明無椎間盤突出的腰痛患者，總結為盤源性疼痛。雖然目前大部分學者認為腰椎間盤源性疾病的病因尚未完全明了，但有充分跡象表明，椎間盤在生化方面的改變以及脊柱在力學方面的過載均是不可忽視的因素［1］。近年來，對人工髓核置換術的研究不斷深入并逐漸應用于臨床，可是對于人工髓核在生物力學方面對脊柱穩定性影響的基礎研究甚少，為此作者自2007年5至8月從生物力學角度分析研究人工髓核植入對鄰近節段脊柱穩定性的影響，為臨床開展此類手術提供基礎理論依據。

1 材料和方法

1.1 標本來源與制作

本實驗應用標本為新鮮小牛腰椎標本8具。均屬隨機取樣，并排除病理標本，正側位攝X線片顯示正常，取實驗樣本后先仔細剔除肌肉，保留主要韌帶、小關節等結構完整，于自然位用雙層塑料袋密封放置于-40°冰柜內保存，測試前逐漸解凍。

標本置于實驗平臺上，上下用聚甲基丙烯酸甲脂骨水泥固定，以便于加載生理運動，提高測量精度。

標本分組：

將標本分為正常完整標本組（A組），椎間盤髓核摘除組（B組），人工髓核(PDN)植入組（C組），各2具，對照組2具，共計8具標本。

1.2 腰椎生物力學實驗模型建立與實施［2］

所有腰椎標本在標本制作、模擬、材料力學性質、幾何尺寸、手術制作、載荷等諸方面均保持一致，以提高檢測精度。腰椎標本的力學性質預先進行測量，其結果繪制成表。腰椎載荷以分級載荷加載0.100～500N，加載速率1.40mm/min，在準靜態下平穩加載，加載方式為軸向壓、前屈、后伸、側屈4種方式，最后進行扭轉試驗。

腰椎的應變測量以應變式傳感器測量，應變范圍2500με±2%，靈敏度＜2με，位移測量采用（KG-101型）高精度數字顯示光柵位移傳感器，精度0.01%。

實驗方法：

所有實驗按照實驗應力分析要求進行精心制作，標本安裝于WE-5液壓萬能材料試驗機上，安裝所有測力、位移傳感器，所有引線接入YT-4數字應變儀上，上端使用加載盤與滾珠對準中心加載，每項試驗應予加載，去除脊柱的蠕變、松弛等時間效應影響，然后按4種腰椎生理運動方式等級加載，每次實驗30s內采集1次數據，重復加載測量，直至結束。

1.3 統計學處理

腰椎生物力學試驗數據先進行誤差分析，從而得到一個滿意的估值和置位區間，然后以線性回歸、方差分析，經最小二乘法處理；使用軟件SPSS.10.0按數理統計加以檢驗，計算相關參數，T檢驗和精度分析，設置顯著性水平P＜0.05。

2 結果

2.1 腰椎人工髓核植入對鄰近節段椎體應變的影響

根據所有標本的應變測量，A組、B組、C組對上位腰椎椎體的應變結果，見表1所示。 表1 三組在各種狀態下上位腰椎椎間盤和椎體的應變變化情況

結果表明：

腰椎間盤髓核摘除后，對腰椎鄰近椎體的活動應變有很大影響，使椎體的應變活動能力下降，支承緩沖能力變差。正常時椎體的平均應變能力為482με，髓核摘除后，椎體下塌僅支撐在椎間盤外層纖維環上，應變能力為153με，下降了68%，統計學顯示具有顯著性差異（P＜0.05）。此時的支撐，大部分依靠下部結構。

當人工髓核植入后，腰椎椎體才完全恢復原來的支撐功能，此時它的應變為519με，與正常腰椎相比僅相差7%（P＞0.05）。說明它已經恢復至腰椎椎體本來的支撐作用，其植入能達到原有的解剖學力學結構。

2.2 腰椎人工髓核植入對鄰近節段椎體應力的影響

人工髓核植入鄰近節段是指鄰近的椎體以及椎間盤，對椎體本身的應力比椎間盤的應力為大，在承載能力上起著主要的作用。腰椎的椎體承載能力，人體記載的承載重量從上而下不斷增加，強度也不斷遞增的趨勢。正常生理載荷＜500N，腰椎椎體的平均應力強度是3.98MPa，如果將髓核摘除后，則它的承載能力轉移到椎體后部結構上。纖維環只能承受很小的應力與椎體相平衡，故鄰近節段椎體的應力僅為1.26MPa，與正常相比相差達68%，有顯著性差異，長期會引起應力集中并加速椎體過度受力而導致退變。

在髓核摘除后植入人工髓核，對鄰近節段椎體的縱向應力會恢復到接近正常水平，平均應力為4.09MPa，同正常相比僅有3%的差異（P＞0.05），達到原來的應力水平，說明髓核植入能對鄰近節段起到應力補償作用，是有效的方法。

2.3 腰椎人工髓核植入對鄰近節段椎間盤應變的影響

人工髓核植入對鄰近上節段椎間盤應變的影響結果見表1，從圖表中說明：當正常生理載荷500N作用下，鄰近節段的椎間盤的應變為943με，與原來節段的椎間盤的應變991με相比，略為有所下降約5%（P＞0.05）左右，這是正常人椎體，椎間盤越向下節段應變不斷減少的規律相一致，說明測試結果符合人體椎骨解剖結構的力學規律性。當椎間盤中髓核摘除后，可看到鄰近椎間盤的應變增加，鄰近節段椎間盤代償作用明顯，從原943με變為1962με，增加52%，有顯著性差異(P＜0.05），應變的增加長期會引起鄰近節段椎間盤的退變。當人工髓核植入之后，鄰近節段椎間盤的應變會從摘除髓核后得到恢復，達到1014με［（比原來應變下降48%（P＜0.05）］，開始趨向并接近于正常椎間盤的應變943με(P＞0.05），可以說基本上達到了正常椎間盤的應變要求，說明人工髓核植入是有治療價值的。

2.4 腰椎人工髓核植入對鄰近節段椎間盤應力的影響

正常的標本椎間盤的應力平均為1.42MPa，而本身椎間盤的應力1.49MPa，兩者基本一致，僅相差5%左右，這是因為隨著節段的下移椎間盤的應力不斷變化的結果。椎間盤摘除后，對鄰近節段椎間盤的應力同樣會引起應力集中，平均為2.26MPa，比正常椎間盤的應力增加了37%，有顯著性差異（P＜0.05），如果長此以往，長期的應力集中必然會引起鄰近節段椎間盤的退變加劇。而在人工髓核植入后，其椎間盤的應力為1.52MPa，與正常相比僅差7%，無顯著性差異。

轉貼于 3 討論

從本離體動物標本力學實驗引證人體腰椎間盤突出后，椎間盤髓核摘除是現今被采用的手術治療方法。然而，近來研究表明大約＞50%患者最終將罹患上、下腰椎的諸多并發癥。另外，脊柱融合能夠有效地治療椎間盤源性疼痛，但會導致相鄰或遠處節段生物力學改變，進一步造成腰椎結構改變導致的疼痛。因此根據各種生物力學研究分析，假設如果能有類似椎間盤髓核的假體植入，替代人體椎間盤髓核的作用，將能有效減少由于單純髓核摘除以及脊柱融合所帶來的一系列疼痛等并發癥。分析以上結果，從腰椎的生物力學角度來說，人工髓核假體（PDN）植入可減輕退變性節段疼痛的癥狀，同時又能保留腰椎的運動緩沖功能，且不會加重鄰近椎體節段的生物力學負荷，可望替代脊柱融合術來達到治療下腰痛的目的［3］。

Schelegel［4］認為:脊柱的支撐、運動、保護功能決定了脊柱解剖結構具備足夠的穩定性，特別是胸腰段在脊柱中擔負著承上啟下應力集中的作用。由于胸腰段脊柱的生理和生物學特征，使其成為最易發生損傷以及退行性變的部位。在腰椎間盤突出癥患者采取胸腰段內固定術后，下腰痛和脊柱活動范圍減小等并發癥的報道很多。自1988 年Lee［5］首先報道了一組腰椎融合術的患者，出現了鄰近節段的退變癥狀，其后，陸續有國內外學者報道脊柱融合術可造成鄰近節段的退行性變。Kumanlor等［6］也報道:可能因為鄰近節段的退變，出現相鄰節段的病理變化或不發生椎管狹窄和小關節肥大，甚至椎間盤嚴重退變導致繼發性滑移，而上方鄰近節段常比下方更易出現病變，加速退變現象更為嚴重。由此鄰近椎體病變這個概念逐步進入國內專家學者的思考范疇，也越來越被臨床骨科醫生所關注。

我國脊柱外科近幾十年來取得了很大的進展，由最初的單純髓核摘除術，逐漸根據不同的病情形成了腰椎內固定融合等一系列手術方法。但髓核單純摘除后脊柱生物力學穩定性的改變導致鄰近椎體椎間盤退變的加速以及腰椎內固定融合后發生的腰部疼痛和由此引發的上位脊柱的退變尚未引起足夠的重視。國外長期的臨床隨訪證實了這一點［7，8］。而經過大量文獻調查，國內關于這方面的臨床隨訪報道較少。為此，有關脊柱內固定對鄰近節段的影響、生物力學性質改變以及單純髓核摘除術對腰椎退變的研究具有重要意義。

以往腰椎間盤突出癥手術，常規僅摘除退變髓核，髓核摘除后，纖維環的完整性被破壞，椎間盤內壓驟減，導致纖維環張力降低而變得松弛，改變了腰椎節段的承重強度和延展性。作者的實驗也證實了這一點，同時由于髓核摘除，椎間高度下降，致使關節突承受非正常的壓力，也易導致小關節退變。同時，由于病變椎間盤的摘除，上位相鄰椎體、椎間盤的應變與應力也相應發生了改變，最終結果必將由于脊柱生物力學的改變而引起上位椎體退變。

人工髓核植入是一門新構思和新技術，相關實驗證實其優點在于保留了椎間盤的功能，恢復了椎間高度，承擔椎間負荷，維持椎間盤穩定，同時很好的維持了病變節段脊柱的生物力學穩定性。既往眾多生物力學方面的研究也僅體現了脊柱的穩定性等少數幾方面［9］，尚未見關于人工髓核植入對上位相鄰椎體及椎間盤應變改變方面的研究，而作者的實驗恰好補充了這方面的不足。

當然本實驗僅從生物力學角度出發評價髓核摘除、椎間融合及人工髓核手術對上位相鄰椎體、椎間盤的影響，但未考慮神經肌肉等結構對腰椎穩定的作用，雖然在相等條件下的自體對照從統計學上可忽略這一點。而且，體外模型實驗只能評價術后的早期狀況，難以評價其長遠效果，相對而言，仍存在較大的局限性，需在今后的基礎實驗與臨床隨訪中不斷驗證與完善。

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第6篇：生物力學實驗方法范文

【關鍵詞】 腰椎 生理學 終板 生物力學

0引言

椎體由中央的松質骨和外周的皮質骨組成，終板是位于其上、下面的皮質外層結構，中央較薄，周圍增厚隆起，形成一環狀骨突. 在前路椎間減壓植骨融合的手術中，保留椎體終板能夠有效防止植骨塊的塌陷，減少后突畸形維持椎間高度，進行椎體和椎間盤切除后通常要在椎體間植入結構性支撐物，如自體骨、同種異體骨、椎間融合器或活動式椎間盤等，這些植入物都是用來維持脊柱前柱結構的生物力學功能，但是臨床上經常會出現植入物沉陷到一個或兩個椎體的終板內［1］，植入物沉陷可以導致潛在的疼痛，脊柱融合節段的失穩從而造成手術的失敗［2］，為防止植入物的下沉，作為植入物與椎體間界面的終板要有足夠的強度來承受局部的最大載荷［3］，我們分析人體腰椎不同節段終板表面不同位點的生物力學強度分布規律，為椎間置入物的放置位置、改進椎間融合器的設計及相關臨床手術操作提供指導.

1材料和方法

1.1材料6具新鮮尸體的腰椎標本30椎（L1-L5），經腰椎X線攝像確定椎體完好，無骨質疏松及退行性變. 剔除周圍軟組織及椎體后側附件，分離各節段，去除椎間盤及軟骨終板，顯露骨性終板. 標本置于-20℃冰箱冷凍保存，試驗前于室溫下解凍. 為保證各點的測試有可比性，在每個終板表面上均建立坐標系. 以椎體的正中矢狀徑作為縱軸，縱軸的中點為原點O，過原點做縱軸的垂直線定為橫軸，用微米游標卡尺精確測量縱軸、橫軸的長度，用油性筆分別在縱軸、橫軸上標注出5等分點、7等分點，分別過各等分點做縱軸和橫軸的垂線，分別得到了4條橫線，6條縱線，橫線分別命名為a， b， c，d，縱線分別命名為1， 2， 3， 4， 5， 6. 橫線與縱線的交點共24個點即為測試點（圖1）. 壓縮加載試驗時并未發現因測試點之間距離太小造成相鄰測試點終板破壞而影響試驗結果.

圖1腰椎終板表面生物力學測試的坐標系（橫線與縱線的交點即為測試點） （略）

1.2方法利用858 mini bionixⅡ材料測試系統（MTS公司、明尼阿波尼斯，美國）對腰椎終板表面各點進行壓縮測試，用固定夾具高6 cm，直徑10 cm，四周以螺栓固定椎體，固定接觸面覆以3 mm厚的膠皮以保護椎體，用直徑1.5 mm的半球形壓頭以12 mm/min的速度垂直于終板表面在每個測試點進行連續壓縮加載試驗，計算機記錄壓縮力位移曲線，在最大壓縮力(最大破壞載荷)下降5%后停止加載，于實驗機上讀取最大壓縮力數值.

統計學處理：測試結果用x±s表示，應用SPSS13.0統計軟件對數據進行統計學分析，采用析因分析對最大壓縮力的分布規律進行統計分析，終板的橫線和縱線作為兩個因素，分析椎體節段間最大壓縮力的差異時將椎體節段作為第三個因素，分析椎體上下終板之間的差異時應用配對t檢驗進行統計學分析，顯著性水平設為雙側α=0.05，對節段、橫線、縱線之間的最大壓縮力進行SNK檢驗，顯著性水平設為雙側α=0.05.

2結果

2.1腰椎節段間最大壓縮力的分布規律對腰椎各節段上終板平面進行析因分析，發現L1-L3與L4-L5 上終板平面最大壓縮力差異具有統計學意義（P＜0.05，圖2A），對腰椎各節段下終板平面進行析因分析，發現L1-L2與L3-L5下終板平面最大壓縮力的差異具有統計學意義（P＜0.05，圖2B），腰椎終板平面最大壓縮力由上到下有逐漸增大的趨勢.

A：上終板平面； B：下終板平面.

圖2腰椎各節段最大壓縮力平均值（略）

2.2腰椎終板平面最大壓縮力分布規律對腰椎上終板平面各組分進行析因分析，發現L1-L5腰椎上終板平面橫線a與其余各線差異具有統計學意義（P＜0.05），縱線1， 6與其余各線差異具有統計學意義（P＜0.05，圖3A）. 對腰椎下終板平面各組分進行析因分析，發現L1-L5下終板平面橫線a與其余各線差異具有統計學意義（P＜0.05），縱線3， 4線與其余各線差異具有統計學意義（P＜0.05，圖3B）. 通過以上的統計學分析可發現腰椎終板平面外周部的最大抗壓力大于中央部，由前向后腰椎終板平面最大抗壓力有逐漸增大的趨勢，腰椎終板的最大抗壓力部位應位于終板的后外側部.

轉貼于

A：上平面； B：下平面.

圖3腰椎終板橫點平面最大壓縮力分布（略）

2.3腰椎各節段上、下終板平面最大壓縮力的比較分別對腰椎標本各節段上、下終板平面最大壓縮力進行配對t檢驗分析，結果顯示L3-L5上、下終板的最大壓縮力差異均有統計學意義（P＜0.05），余椎體差異無統計學意義（表1）.

表1腰椎各節段上、下終板平面最大壓縮力（略）

3討論

終板是位于椎體上下面的皮質外層結構. 椎體終板在臨床上有著極為重要的意義，椎體的松質骨強度很小，椎間植骨融合時，保留終板非常重要，能有效增加椎體的抗壓強度，防止植骨塊沉陷，同時還可以減少后突畸形，維持椎間高度. 因而研究終板的生物力學特性對于指導臨床手術操作以及改進手術器械的設計具有十分重要的意義. Oxland等［4］認為椎體終板能夠將壓力平衡分布于其下的松質骨上，從而使椎體的抗壓強度增大，如果將終板去除，椎體最大抗壓力會下降33%，但這只是將椎體作為一個整體進行垂直壓縮，因而無法了解椎體終板表面的生物力學強度. Grant等［5］的研究中選取了65個完整的終板平面（L3-S1），每個終板平面確定了27個測試點，用直徑3 mm的半球形壓頭以0.2 mm/s的速度對終板表面垂直下壓，通過最大壓縮力位移曲線確定最大抗壓強度，最后得出結論椎體的后外側部的生物力學強度大于中央部，終板中央部是強度最弱區. Lowe等［6］認為椎體前柱結構的完整在脊柱重建中起著十分重要的作用，而植入物的沉陷現象不僅與椎體終板表面局部區域生物力學性質有關而且與植入物的形狀、構造、術中是否保留終板有關，他們通過對尸體胸腰椎標本（T1-L5）分成3組，前兩組用不同構造的壓入物在終板表面進行生物力學測試，最后一組進行保留與不保留椎體終板的生物力學實驗，通過統計學分析后得出結論終板的后外側區是最能抵抗植入物沉陷的部位，而中央區則是沉陷最易發生的部位，大直徑的實心的植入物不易發生沉陷，而中空結構的植入物較易發生沉陷，認為這與中空結構更易傳導壓力有關，同時又指出部分保留終板更有優勢，因為這樣既可以提供足夠的生物力學強度，又有利于血管的長入以利融合. Kumar 等［7］用2維的有限元模型結合4種常用的融合器樣式分析了脊椎融合相鄰節段終板表面應力分布規律，最后得出結論融合器與終板表面的接觸面積越大產生的應力越小，要提高手術的成功率應盡可能的使植入物對終板平面的應力接近生理模式. Labrom 等［8］的研究中分別將鈦網融合器置于腰骶椎標本（L3-S1）終板平面的不同位置進行壓縮試驗，統計學分析實驗數據后得出結論：終板后外側區比中央區具有更大的生物力學強度. 我們采用了Grant的實驗方法，在每個終板表面直接建立坐標系，避免了因椎體不規則及大小不同對測試點選擇的影響，實驗更具可比性，總共設置了4條橫線，6條縱線，共24個測試點. 采用的半球形壓頭直徑為1.5 mm，速度為12 mm/min，這樣即可避免了過快造成骨破壞又可以防止過慢造成骨蠕變的情況發生. 采用直徑1.5 mm的半球形壓頭提高了實驗的靈敏性，同時還可以有效防止壓頭落入血管襻，在試驗中未發現點與點之間互相干擾影響實驗結果的情況. 本研究結果進一步證實了腰椎終板的生物力學強度外周部大于中央部，同時發現腰椎終板平面生物力學強度由前向后有增大的趨勢，因而在設計椎間融合器時或進行自體骨移植手術時可將植入物盡量靠近椎體后方放置，但勿超出椎體后緣以免壓迫脊髓. 同時研究還表明下腰椎上終板的生物力學強度小于下終板，因而在進行腰椎前路融合術時尤其要警惕上終板平面植入物沉陷的發生，可以考慮將椎間融合器設計為楔形，這樣可以增大融合器與終板的接觸以增加界面固定力同時也可以減小對終板的損傷以降低術后沉陷的發生.

參考文獻

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第7篇：生物力學實驗方法范文

【關鍵詞】注射用特立帕肽；骨質疏松；去卵巢；大鼠

【中圖分類號】R977 【文獻標識碼】A 【文章編號】1004-7484（2013）06-0010-02

骨形成促進藥在骨質疏松治療中的地位越來越受到關注，特別是對于老年人和骨量低的人群，更需要用促進骨形成的藥物來增加骨量。特立帕肽（Teriparatide）商品名為Forteo，由禮來公司研制開發，2002年12月在美國首次上市，為重組人甲狀旁腺激素（rhPTH ）1-34，與內源性PTH類似，可與特異性高親和性細胞表面受體結合發揮生物學作用[1]。動物實驗表明，本品一日1次給藥對成骨細胞的刺激作用高于其對破骨細胞的作用，可引起小梁骨和皮質骨表面的新骨生成[2]。

海南雙成制藥有限公司采用固相合成的方法制備了特立帕肽原料藥，并采用凍干工藝制備了可供皮下注射的注射用特立帕肽（Teriparatide for injection），但自行制備的注射用特立帕肽的體內生物活性即對動物骨質量和生物力學性能的影響如何尚未加以確認。

依據藥品審評中心2007 年9 月《合成多肽藥物藥學研究技術指導原則》[3]， 為更好驗證注射用特立帕肽的體內生物活性，我們利用大鼠雙側卵巢摘除（OVX）致骨質疏松癥模型，以上市原研產品為對照，對實驗動物大鼠各組脛骨密度值（bone mineral density，BMD）、股骨力學改變以及血清中ALP活力、鈣磷含量變化進行了比較，考察了注射用特立帕肽抗骨質疏松的體內活性，并驗證其與上市原研產品活性的一致性，為進一步評價其臨床療效提供了數據支持。

1 材料

1.1藥物

注射用特立帕肽：海南雙成藥業提供，批號分別為20100601、20100602、20100603，規格：20g；特立帕肽對照品：Eli Lilly and Company的上市產品Forteo，規格：600mg/2.4ml。

1.2實驗動物

健康Sprague Dawley大鼠，體重（250±35）g左右，雌性，SPF級，購自浙江省醫學科學院實驗動物中心。按照清潔級別飼養管理，自由飲用消毒自來水，飼料為標準顆粒飼料，黑白光照各12小時，自由活動。

1.3主要試劑及儀器

0.9%注射用生理鹽水（國藥準字：H33021037）、10% 水合氯醛；電子天平、 注射器、手術器械、骨密度測量儀（美國GE Lunar公司）、Zwick/Roell骨力學測量儀。

2 實驗方法

2.1實驗動物分組及給藥劑量

實驗大鼠48只，隨機分為6組，分別設立假手術組、模型組、注射用特立帕肽手術組，特立帕肽對照品手術組進行活性評價。根據進口特立帕肽陽性藥臨床單次劑量（20 μg/60 kg，人）折算得大鼠的單次給藥劑量為1.786 μg /kg，即1.786 ml /kg（1g/ml）。

2.2 雙側卵巢摘除致骨質疏松模型建立[4]

用10%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠（0.32ml/100g），進行雙側卵巢摘除手術，然后逐層縫合、消毒，做好術后護理。手術兩周后，對各個實驗組大鼠進行皮下給藥1.786 μl /kg，其中假手術組和模型組給予相應的生理鹽水。

2.3生物樣本處理[5]

持續給藥16周后，處死大鼠取其脛骨和股骨并檢測相關的指標，主要有各組脛骨密度值（bone mineral density，BMD）比較、各組骨力學比較以及血液中ALP活力、鈣磷含量變化。具體方法為：10%水合氯醛腹腔注射麻醉大鼠，打開腹腔后進行下腔靜脈取血，靜置1～2小時后4℃離心（3000rpm/min，15min）得血清，考察ALP、鈣磷含量變化；分離出大鼠左右脛骨和股骨并用浸泡過生理鹽水的紗布各自包裹，置于-40℃冰箱中保存，待檢測。

3 活性評價

3.1脛骨BMD比較

骨密度儀可給出測定對象的骨密度值（bone mineral density，BMD），常以g/cm 表示，基本含義是將當前骨礦物質（BMC）的數量除以被礦物質占據的骨投影區域（區域）的面積。卵巢摘除致骨質疏松癥大鼠經過6周給藥后，考察其各組脛骨密度值（bone mineral density，BMD）變化。

結果表明，手術組骨質疏松的大鼠脛骨密度BMD為 0.1495±0.0061 g/cm2，與假手術組相比有顯著性差異。給予不同批次受試藥特立帕肽后BMD均得到顯著性改善，與手術組相比具有統計學差異。結果詳見表1。

4 討論

特立帕肽為重組人甲狀旁腺激素（rhPTH ）1-34，與內源性PTH類似，可與特異性高親和性細胞表面受體結合發揮生物學作用[6]。動物實驗表明，本品一日1次給藥對成骨細胞的刺激作用高于其對破骨細胞的作用，可引起小梁骨和皮質骨表面的新骨生成。

為確認自行制備的注射用特立帕肽體內生物活性，特選擇去卵巢大鼠檢測其對動物骨質量和生物力學性能的影響。去卵巢大鼠是研究骨質疏松的發病機制和觀察藥物療效的經典動物模型，雌性大鼠卵巢切除后，松質骨的骨轉換加快，骨量減少，骨強度下降，這種特點類似于人骨質疏松癥的骨丟失狀態[7，8]。本研究發現，給予去卵巢大鼠皮下注射不同批次生產的注射用特立帕肽16周后，其脛骨BMD及生物力學強度的各項指標較手術組明顯升高，與假手術組相近。

堿性磷酸酶（ALP）是參與骨代謝的重要蛋白，與血漿中的鈣磷水平一樣，都是反應成骨細胞活性的主要指標[9，10]。因此，測定血中鈣磷物質的含量及ALP活性水平對于了解骨代謝情況具有重要價值。本實驗結果顯示，去卵巢16周后，手術組大鼠血中鈣磷水平明顯下降，血清ALP活性水平上升，說明OVX大鼠處于負鈣平衡，體內鈣磷流式增加，吸收降低。本實驗還觀察到，手術模型組反應骨吸收生化指標的ALP活性大大高于假手術組，說明OVX大鼠骨吸收異常增強。皮下注射不同批次待測藥物注射用特立帕肽或陽性對照藥16周后，可明顯抑制血清鈣磷水平的下降，同時部分逆轉ALP的升高。

以上結果表明，注射用特立帕肽皮下注射可以拮抗上述骨質疏松發生的病理過程，發揮抗骨質疏松作用。該研究進一步驗證了固相合成的小分子多肽特立帕肽與國外重組工藝制備的特立帕肽注射液具有一致的體內抗骨質疏松生物活性。

參考文獻：

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第8篇：生物力學實驗方法范文

關鍵詞：  骨密度；彈性模量；組織形態學；股骨頭缺血性壞死

    成人缺血性股骨頭壞死(avascular necrosis of the femoral head，ANFH)是骨科常見疾病。股骨頭壞死后塌陷是導致髖關節功能受限或喪失從而致殘的主要原因［1］。如能早期預測股骨頭壞死后塌陷并予以適當處理，則有可能預防股骨頭塌陷的發生［2，3］。

    本實驗測量股骨頭松質骨骨密度(bone mineral density，BMD)、彈性模量及組織形態學參數，研究BMD與骨彈性模量及組織形態學分析指標之間的相關性及相關系數，以BMD反映股骨頭的生物力學性質及骨小梁形態。通過體外動態測定股骨頭松質骨BMD，間接反映股骨頭的生物力學性質及骨小梁形態及結構的變化趨勢，為臨床早期預測股骨頭壞死后塌陷的研究提供理論依據。

    1  一般資料

    28 例股骨頭缺血性壞死、髖關節骨關節病或新鮮股骨頸骨折，需行全髖關節置換術者作為研究對象，其中男17 例，女11 例；年齡32～76 歲，平均(63.1±8.3) 歲。無甲狀腺或甲狀旁腺機能亢進或減退、肝腎疾病等。

    2  實驗方法

    2.1  取材  在全髖關節置換手術中取出股骨頭后，立即用環鉆在股骨頭承重區沿力線方向經股骨頭中心鉆取松質骨，以鋒利手術刀將兩端切成平行并與縱軸垂直，標本長度約為(25±0.5) mm，再用細砂紙將兩端仔細打磨平整。精確測量直徑及長度后儲存于－70℃低溫冰箱中備用［4］。整個標本采取及制作過程在2 h內完成。

    2.2  方法

    2.2.1  彈性模量測定  將股骨頭標本從低溫冰箱中取出后，置于22～25℃室溫中約3 h進行復溫。應用萬能壓力測試機進行非損傷加載。加載速率為0.002 m/s，最大載荷為0.15 kN，最大變形為7％，變形測量精度為0.005 mm，載荷測量精度為1 N［5］。每份標本測量3次，取第3次測量值。每次測量前后及間歇期均將標本浸泡于室溫生理鹽水中。計算彈性模量。彈性模量計算公式為：E＝(F/S)×(L/ΔL)［6］，各數據均采用國際單位制(E為彈性模量，ΔL為標本變形值，F為載荷，S為標本截面面積)。

    2.2.2  骨密度值測定  彈性模量測定后，雙能X線骨密度儀進行骨密度值測定。將標本直立放置于檢查床上，沿標本縱軸進行掃描，單位為g/cm2。骨密度測定前后將標本浸泡于生理鹽水中。

    2.2.3  骨組織形態學分析  標本進行手工磨片后酸性復紅染色，應用半自動圖像數字化分析儀，放大10倍下進行組織形態學測量，每一標本連續測量8～10個視野，分析下列6個靜態參數：松質骨體積(trabecular bone volume，TBV)，單位mm2內骨小梁體積占松質骨體積的百分數；平均骨小梁密度(mean trabecular plate density，MTPD)，單位mm2內骨小梁個數(個/mm2)；平均骨小梁間距或彌散度(mean trabecular plate separation，MTPS)，相鄰兩個骨小梁之間的距離(μm)；平均骨小梁厚度(mean trabecular plate thickness，MTPT)，骨小梁本身的平均厚度(μm)；骨小梁間連接點數(intertra becular node，IBN)形成網狀的骨小梁在單位面積內交叉連接點個數(個/mm2)；骨小梁末端數(freeending trabecular，FET)，單位面積內骨小梁游離殘端個數(個/mm2)［7］。

    2.2.4  實驗數據處理  應用統計分析軟件包SPSS10.0進行統計學分析，分析骨密度值與彈性模量以及骨密度值與組織形態學分析各指標之間的相關性及相關關系。

    3  結    果

    3.1  測量結果  彈性模量及骨密度測定結果見表1。應用半自動圖像數字分析儀，放大10倍下進行組織形態學測量，每一標本連續測量8～10個視野，各靜態參數測定結果見表2。表1  彈性模量及骨密度測定結果表2  骨組織形態學分析結果

    3.2  相關回歸分析  本實驗統計學分析后發現，松質骨骨密度與彈性模量兩組數據之間呈二次曲線相關關系，回歸方程為Y＝315.30－1327.33X＋1523.07X2，相關系數為0.782(P＜0.001)。

第9篇：生物力學實驗方法范文

[關鍵詞]HGH修復精華素；擴張皮瓣；組織擴張

[中圖分類號]R622　[文獻標識碼]A　[文章編號]1008－6455(2007)05－0585－03

有關促進擴張皮瓣生長、縮短擴張期的研究一直是軟組織擴張術領域的重點。雖然目前可以提高擴張皮瓣的“數量”和“質量”的藥物和物理方法很多，但這些方法由于療效不明確、無法無創給藥、護理不方便、造價較高等原因，一直無法在臨床廣泛應用。生長素可以增加皮膚血運，增加皮膚膠原合成，優化真皮彈力纖維和膠原纖維的排列，促進表皮細胞增殖的作用是明確的。近2年，我國攻克了人生長素(HGH)透皮吸收的技術難題嘲。本中心率先應用此新技術，通過將重組人生長素制劑涂抹于擴張皮瓣，觀察了其對擴張皮瓣的作用。

1　實驗材料

藥品名稱：中科醫美牌HGH修復精華素(recombinanthuman growth hormone，HGH)。藥品生產廠家：上海寶璐生物科技有限公司。

2　臨床資料

2.1　一股資料：本組20例瘢痕患者，男12例，女8例，年齡最大40歲，最小10歲。均為身體對稱部位埋置擴張器。共埋置40個擴張器，容量80～500ml。

2.2　典型病例：某男，27歲。下頜以及頸部痤瘡后瘢痕3年余，局部見色素沉著。于本中心在雙側頰部各埋置100ml擴張器一枚，術后7日開始注水同時應用HGH修復精華素，左側為實驗組，右側為對照組，擴張期2個月。注水量一直比較平穩。術后外形、皮瓣顏色和質地均較滿意。

3　實驗方法

3.1　手術方法：采用身體對稱部位埋置擴張器的病例。擴張器為相同型號、相同廠家生產。身體左側為實驗組(涂抹HGH修復精華素溶液)，右側為對照組(涂抹產品的空白溶劑)。均進行常規速度擴張。注水1次／3天，擴張期40～70天。每次灃水量以對照側為準，兩側注水等量。從拆線當日開始涂抹，每日一次，下午四時涂抹，每20cm×20cm面積為一個單位，每一單位兩天消耗3ml HGH修復精華素。為排除干擾因素，所有病例均為同一醫生手術以及注水。配置好的HGH修復精華素存于4℃冰箱。二期手術利用修剪的皮瓣做切片觀察。

3.2　觀察指標

3.2.1　臨床指標觀察：患者對注水后擴張皮瓣漲痛感的豐訴、手術的并發癥、術后效果觀察。

3.2.2基礎指標觀察：取二次手術后修剪的實驗側和對照側皮瓣，進行以下比較和檢驗：①擴張后皮膚的厚度比較；②皮膚生物力學特性測量：應力松弛特性、斷裂強度；③免疫組化方法計數實驗組和對照組的毛細血管密度，求出每組血管密度的平均數(x)及標準差(s)，采用V2檢驗；④組織學檢查：觀察皮膚的組織學變化、膠原纖維改變；⑤觀察上皮細胞的增殖情況：采用PCNA免疫組化的方法，標記處于增殖期的細胞

4　結果

4.1　臨床觀察：擴張術均成功，瘢痕全部切除或大部分切除完成修復，切口Ⅰ期愈合。皮瓣平整、局部色澤質地協調，如正常皮膚。皮瓣無破潰。多數患者主訴實驗側漲痛感較對側輕，觀察見實驗組皮瓣較對照組顏色和質感接近正常皮膚。出現過敏反映一例，停藥后恢復正常。

4.2　基礎實驗結果

4.2.1　實驗組皮瓣皮膚厚度與對照組沒有明顯差異。

4.2.2　生物力學：見表2，實驗組應力－松弛特性、 斷裂強度均比對照組高。

4.2.3　毛細血管密度計數：實驗組血管密度范圍39.40～77.60個／mm2，均數為(61.60±12.44)個／mm2：對照組血管密度范圍33.80～71.50個／mm2，均數為(51.34±14.33)個／mm2組間比較，兩者間的差異具有顯著性意義(P＜O.01)

4.2.4　組織切片HE染色、膠原纖維特殊染色實驗組表皮細胞更加飽滿，棘皮層增厚，細胞層數增加。真皮膠原纖維增多，較粗大，排列比較有序。

4.2.5　免疫組化：PCNA監測增殖期細胞。核黃染為陽性。于對照組相比，實驗組增殖期細胞較多，著色深且集中。

5　討論

生長素可以促進生長發育，促進蛋白合成，促進體內氮潴留以及免疫調節等。對于皮膚，GH可以增加營養物質的供給能力，修復受損表皮細胞，促進表皮細胞的新陳代謝。明顯緩解因皮膚薄，微血管引起的皮膚發紅、過敏。GH主要作用于真皮，特別是影響真皮膠原的合成，也作用于真皮表皮交界的基底層，促進其細胞的增殖、存活和遷徙。GH缺乏的病人，其皮膚毛細血管密度降低、通透性下降，而用GH治療后，病情好轉。以往認為IGF－I是界導GH作用的媒體。現在認為GH、IGF－1和IGF－2都可以在體內獨立或者聯合發揮作用。國外的研究也證明了在成纖維細胞上有HGH的受體。說明GH可以通過局部作用于受體，起到調節皮膚內分泌的作用。

進兩年來，我國攻破了HGH透皮吸收的難題，也發表了相應的臨床觀察報道。但目前，國內外尚未發表相關的取材于人皮膚的組織學和基礎實驗觀察。本研究將這一目前市場上“熱銷”的產品應用于擴張皮瓣，二期手術后取材，不僅在擴張器領域進行了探索，同時也對HGH外用品展開了進一步觀察，填補了其臨床和基礎研究的一部分空白。

HGH的作用持續溫和，能改善皮瓣的“質量”，是一種效果較滿意的外用藥物。通過HE染色切片可以看出，實驗組的表皮細胞層數較多，細胞更加飽滿，棘皮層增厚。膠原纖維決定了皮膚的抗張力特性，實驗組的真皮膠原纖維增多并變粗，排列有序，說明皮膚的抗張能力有所增加。

皮膚的應力一應變關系反映皮膚在不同應力作用下組織的變形能力，是皮膚軟組織可擴張的基礎。同樣的應力作用下，變形的程度越大，即應變越大，表明其粘彈性越強；應力松弛是皮膚軟組織可反復擴張的原因，主要與皮膚中膠原纖維的含量有關，可反映皮膚中膠原纖維的含量和密度。本實驗表明，實驗組的皮膚粘彈性較對照組有升高的趨勢，驗證了HGH修復精華素可以在一定范圍內緩解擴張術對皮膚生物力學性質的改變，增加了擴張皮膚的彈性和韌性。

免疫組化結果表明基底層細胞增殖旺盛，說明皮瓣的新陳代謝水平較高，同時修復表皮受損細胞的能力也較強。

HGH改善了皮瓣的血運，單位面積內血管數量增加。以往的擴張術到后期，經常出現受力部位小血管的迂曲變形，涂抹HGH修復精華素后，發現皮瓣的色澤、彈性較好。也在一定程度上減少了血運不良引起的并發癥。

以往擴張器每次注水后通常患者會感到漲痛，這是局部皮瓣被張力牽拉的結果。根據自身對照和短期停藥的患者反應，應用HGH修復精華素后明顯可緩解注水后漲痛。原因可能是應用HGH修復精華素后皮瓣的彈性和抗張力性得到提高，順應性也相應提高，疼痛得到緩解。

但實驗也同時表明，HGH對皮膚的厚度幾乎沒有影響，各項實驗指標的數值改變并不顯著，說明其只能在有限的范圍內發揮積極作用。另外，HGH修復精華素作為一種類激素制品，應該詳細的研究其全身作用和藥物的作用機制，不同年齡人群用藥的劑量控制等。在實驗中發現過敏反映的病例，提醒了我們在臨床應用中應該嚴格觀察，控制適應癥。