發(fā)布時(shí)間：2020-05-26 02:01

【摘要】：人體通常處于復(fù)雜的受力環(huán)境中,當(dāng)外載荷的力學(xué)信號(hào)傳遞到骨組織的微觀結(jié)構(gòu)尺度時(shí),骨組織內(nèi)的液體產(chǎn)生流動(dòng)并滲流擴(kuò)散至其微觀結(jié)構(gòu)層次(骨單元-骨陷窩-骨小管系統(tǒng)),并進(jìn)一步產(chǎn)生一系列的物理效應(yīng)刺激細(xì)胞響應(yīng)并做出破骨、成骨等反應(yīng),進(jìn)而來(lái)引起組織結(jié)構(gòu)改變,最終使得骨以最優(yōu)結(jié)構(gòu)適應(yīng)外部的力學(xué)環(huán)境。這是體內(nèi)環(huán)境中的載荷信號(hào)傳遞及骨重建的機(jī)理,但這一機(jī)理的科學(xué)量化通路還不是很清楚,特別是骨細(xì)胞參與下的力學(xué)生物學(xué)機(jī)制還不是很明確。本文基于多孔彈性理論構(gòu)建骨組織內(nèi)液體流動(dòng)刺激信號(hào)的跨尺度傳導(dǎo)模型,研究其內(nèi)部流體刺激信號(hào)的細(xì)-微觀傳導(dǎo)機(jī)制,進(jìn)一步探索在宏觀荷載作用下骨組織內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)“感受”到力學(xué)信號(hào)的大小。本文在細(xì)微觀尺度下,基于多孔彈性理論依次構(gòu)建了二維骨單元-骨細(xì)胞系統(tǒng)切片模型(包括骨陷窩、骨細(xì)胞和骨小管等微觀結(jié)構(gòu))、三維骨單元-骨細(xì)胞系統(tǒng)模型(包括均質(zhì)化的骨陷窩和骨細(xì)胞等結(jié)構(gòu))、三維單個(gè)骨陷窩-骨細(xì)胞-骨小管模型以及二維真實(shí)的骨細(xì)胞模型等4種不同的骨單元到骨細(xì)胞尺度模型。結(jié)果表明,不同位置相同的功能單元基本都能感受到相同大小的外界刺激。相比于骨細(xì)胞胞體,骨陷窩和骨小管來(lái)說(shuō),骨細(xì)胞突觸“感受”力學(xué)信號(hào)的能力最強(qiáng)�？梢哉f(shuō),骨細(xì)胞突觸是骨組織細(xì)微觀尺度下的最優(yōu)“力學(xué)感受器”。細(xì)微觀尺度下,橢圓形骨細(xì)胞的力傳導(dǎo)能力要強(qiáng)于圓形骨細(xì)胞。水平方向排列的骨細(xì)胞受到的力學(xué)刺激比豎直骨細(xì)胞更敏感。隨著骨細(xì)胞彈性模量的增加,傳遞到骨細(xì)胞表面的力學(xué)信號(hào)也逐漸增大。但骨細(xì)胞和骨基質(zhì)滲透率的變化,并不影響骨細(xì)胞周?chē)膽?yīng)力和應(yīng)變,僅對(duì)骨細(xì)胞表面的壓力梯度產(chǎn)生明顯的影響。相比于理想化的模型,真實(shí)的細(xì)胞模型能夠更合理的解釋某區(qū)域壓力流速突變的現(xiàn)象。骨細(xì)胞感受到的應(yīng)力及應(yīng)變大小與荷載同步,但骨細(xì)胞內(nèi)部的孔隙壓力和流速有明顯的遲滯效應(yīng),并不與荷載同步,或許可以解釋骨的力電效應(yīng)中電壓滯后于載荷的現(xiàn)象。
【圖文】：

在這個(gè)過(guò)程中這些物理信售的傳導(dǎo)被fI細(xì)胞感如并做出反應(yīng)，，使破骨逡逑細(xì)胞去除損傷骨，成骨細(xì)胞在此位置上生成新骨從而完成骨重建過(guò)程，最終調(diào)逡逑整組織結(jié)構(gòu)得以適應(yīng)外部環(huán)境，如圖１－２所示＆爆管骨超微結(jié)構(gòu)下的液體＇流動(dòng)信逡逑號(hào)通路還不蠢很清楚＊但液體流動(dòng)在：骨重建過(guò)程中起到了至關(guān)重要的作用＊因此，逡逑研宄受載潔

本文編號(hào)：2681097