目錄
第一部分 機械應激力學基礎(chǔ)
第1章 機械應激生物力學基礎(chǔ) 2
1.1 引言 2
1.2 相關(guān)術(shù)語 2
1.2.1 生物力學 2
1.2.2 彈性體 2
1.2.3 剛體 3
1.2.4 質(zhì)點 3
1.2.5 拉力 3
1.2.6 彎曲力 3
1.2.7 應變 4
1.2.8 應力 5
1.2.9 應力集中 5
1.2.10 疲勞強度 5
1.2.11 彈性模量 6
1.2.12 剪切模量 6
1.2.13 泊松比 6
1.2.14 極慣性矩 7
1.2.15 慣性矩 7
1.2.16 骨骼慣性矩 8
1.2.17 剛度 9
1.2.18 雷諾數(shù) 9
1.3 機械應激生物力學基礎(chǔ) 10
1.3.1 骨生物力學基礎(chǔ) 10
1.3.2 血液等基于流體力學的理論基礎(chǔ) 15
1.4 小結(jié) 17
第2章 基于機械應激的骨生物力學測試方法及裝置 18
2.1 概述 18
2.2 裝置設計方案確定 18
2.3 機械位移平臺系統(tǒng)設計 19
2.3.1 平臺三維結(jié)構(gòu)設計 19
2.3.2 平臺底座設計 20
2.3.3 骨骼夾具設計 20
2.3.4 傳感器固定架設計 21
2.3.5 機械位移平臺整體設計 22
2.3.6 運動平臺拉壓力產(chǎn)生系統(tǒng)設計 23
2.4 硬件電路系統(tǒng)設計 24
2.4.1 硬件電路總體方案設計 24
2.4.2 力傳感器信號處理電路設計 25
2.4.3 力傳感器信號處理電路硬件程序設計 26
2.4.4 硬件電路控制箱設計 27
2.5 上位機軟件系統(tǒng)設計 28
2.5.1 上位機軟件總體方案設計 28
2.5.2 傳感器通信功能設計 29
2.5.3 定時器程序設計 30
2.5.4 力反饋循環(huán)運動程序設計 30
2.6 骨生物力學特性實驗研究 31
2.6.1 力傳感器標定實驗 32
2.6.2 力傳感器處理電路系統(tǒng)標定實驗 35
2.6.3 骨生物力學特性測試實驗 36
2.6.4 骨生物力學特性疲勞實驗 44
2.7 小結(jié) 45
第二部分 機械應激與組織重塑
第3章 機械應激與血管重塑 48
3.1 概述 48
3.1.1 血管結(jié)構(gòu)、功能和生理特點 48
3.1.2 機械應激信號轉(zhuǎn)導分子生物學機制 49
3.2 機械應激對血管重塑影響 50
3.2.1 動物實驗模型的建立 50
3.2.2 動靜脈移植術(shù)后血流動力學對血管重構(gòu)調(diào)控研究 52
3.2.3 動靜脈瘺術(shù)后血流動力學變化對血管重構(gòu)調(diào)控研究 63
3.2.4 結(jié)論 79
3.3 機械應激與血管重塑性疾病 79
3.3.1 機械應激與血管損傷修復 79
3.3.2 機械應激預減小防血管吻合術(shù)后再狹窄 80
3.3.3 機械應激增加與血管重塑性疾病 84
參考文獻 88
第4章 機械應激與運動系統(tǒng)組織重塑 91
4.1 概述 91
4.1.1 張應力、壓應力與剪切應力 91
4.1.2 機械應激信號轉(zhuǎn)導分子生物學機制 91
4.2 機械應激與骨組織重塑相關(guān)臨床疾病 92
4.2.1 機械應激與骨損傷修復 92
4.2.2 機械應激與骨質(zhì)疏松 93
4.3 機械應激與軟骨重塑相關(guān)臨床疾病 94
4.3.1 軟骨結(jié)構(gòu)、功能和生理特點 94
4.3.2 骨關(guān)節(jié)炎（OA）定義及病理改變 95
4.3.3 機械應激減小預防骨關(guān)節(jié)炎 95
4.4 機械應激與肌組織重塑相關(guān)臨床疾病 96
4.4.1 機械應激與肌少癥 96
4.4.2 機械應激與骨化性肌炎 97
4.5 機械應激與腱鞘組織重塑相關(guān)臨床疾病 97
4.5.1 機械應激與腱鞘囊腫 97
4.5.2 機械應激與腱鞘炎 98
參考文獻 98
第5章 機械應激與其他系統(tǒng)組織重塑 100
5.1 機械應激與皮膚組織重塑 100
5.1.1 皮膚結(jié)構(gòu)、功能和生理特點 100
5.1.2 機械應激與皮膚修復增生 100
5.1.3 瘢痕增生治療和預防 100
5.1.4 雞眼治療和預防 101
5.2 機械應激與呼吸系統(tǒng)組織重塑 101
5.2.1 機械應激與支氣管組織重塑 101
5.2.2 機械應激與肺的發(fā)育 101
5.3 機械應激與消化系統(tǒng)組織重塑 102
5.3.1 機械應激與食管組織重塑 102
5.3.2 機械應激與膽管癌 102
5.4 機械應激與神經(jīng)系統(tǒng)組織重塑 102
5.4.1 機械應激與神經(jīng)發(fā)育 102
5.4.2 機械應激與神經(jīng)吻合術(shù) 103
5.5 機械應激與泌尿系統(tǒng)組織重塑 103
5.5.1 機械應激與輸尿管組織重塑 103
5.5.2 機械應激與腎組織重塑 103
5.6 機械應激與口腔組織重塑 104
5.6.1 機械應激與牙早期發(fā)育 104
5.6.2 機械應激與顳下頜關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎（TMJ-OA） 104
5.7 機械應激與眼組織重塑 104
5.7.1 眼組織解剖 104
5.7.2 機械應激與近視 105
5.8 機械應激與腫瘤 105
5.8.1 機械應激與腫瘤發(fā)病機制 105
5.8.2 機械應激與腫瘤治療 105
參考文獻 106
第三部分 基于細胞的機械應激
第6章 機械應激下骨組織細胞的力學適應 110
6.1 概述 110
6.2 骨骼組織的結(jié)構(gòu)特征 110
6.3 機械應激下骨組織細胞的力學適應 112
6.3.1 機械應激對骨細胞的影響 112
6.3.2 機械應激下骨細胞的生長分化 112
6.3.3 機械應激下骨細胞的凋亡 113
6.4 機械應激對成骨細胞的影響 113
6.4.1 機械應激調(diào)控成骨細胞的生長分化 113
6.4.2 機械應激對成骨細胞凋亡的影響 114
6.5 機械應激對破骨細胞的影響 114
6.6 機械應激下骨組織細胞的信號轉(zhuǎn)導通路 115
6.6.1 MAPK-ERK信號通路 115
6.6.2 Wnt/β-catenin信號通路 115
6.6.3 Piezo 離子通道 115
6.6.4 Ｇ蛋白通路 116
6.7 機械應激下骨組織細胞之間的相互作用 116
6.7.1 機械應激下骨細胞與成骨細胞間的調(diào)控 116
6.7.2 機械應激下骨細胞與破骨細胞間的調(diào)控 117
6.7.3 機械應激下成骨細胞與破骨細胞間的調(diào)控 117
參考文獻 118
第7章 機械應激下血管組織細胞的力學適應 121
7.1 概述 121
7.2 血管組織細胞的結(jié)構(gòu)特性 121
7.3 機械應激下血管組織細胞的力學適應 122
7.3.1 機械應激對血管平滑肌細胞的調(diào)控 122
7.3.2 機械應激對血管內(nèi)皮細胞的力學調(diào)控 154
7.3.3 機械應激下血管組織細胞的信號轉(zhuǎn)導 155
參考文獻 156
第8章 機械應激下肺組織細胞的力學適應 159
8.1 概述 159
8.2 肺組織細胞的結(jié)構(gòu)特性 159
8.3 機械應激下肺組織細胞的力學適應 160
8.3.1 機械應激對氣道平滑肌細胞的調(diào)控 160
8.3.2 機械應激對肺泡上皮細胞的調(diào)控 161
8.3.3 機械應激下肺組織細胞的信號轉(zhuǎn)導 161
參考文獻 162
第9章 機械應激下其他組織細胞的力學適應 164
9.1 機械應激下骨骼肌細胞的力學適應 164
9.2 機械應激下關(guān)節(jié)軟骨細胞的力學適應 165
9.2.1 機械應激對軟骨細胞代謝的影響 165
9.2.2 機械應激下軟骨細胞生長分化的調(diào)控 165
9.2.3 機械應激對軟骨細胞凋亡的調(diào)控 166
9.2.4 機械應激對軟骨細胞信號轉(zhuǎn)導的調(diào)控 166
9.3 機械應激下鞏膜成纖維細胞的力學適應 167
9.4 機械應激下心肌細胞的力學適應 167
9.4.1 機械應激對心肌細胞生長的調(diào)控 168
9.4.2 機械力學刺激下心肌細胞的信號轉(zhuǎn)導 168
參考文獻 169