【摘要】：重力是維持人體生理的基礎(chǔ),一般情況下人體只受到1G的重力作用,但是隨著外部環(huán)境或運(yùn)動形式的變化,人體會承受額外的慣性力作用。如果其慣性力和所受重力的矢量和大于1G,則稱為高G。近年來,航天器的升空和返回、航母艦載機(jī)的起降都面臨高G極端環(huán)境,使駕駛員和航天員受到高G力學(xué)作用。骨骼系統(tǒng)作為維持人體生命的重要系統(tǒng),在高G極端環(huán)境下,骨骼的形態(tài)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的變化,骨礦物質(zhì)含量的變化,骨骼系統(tǒng)組織的損傷、重建機(jī)理的研究都是力學(xué)生物學(xué)急需解決的問題。本實(shí)驗通過建立動物實(shí)驗?zāi)Ｐ?借助生物力學(xué)手段,研究不同強(qiáng)度的高G力學(xué)載荷下對骨組織的影響及其可能的作用機(jī)理,為對抗極端力學(xué)環(huán)境對骨組織損傷的相關(guān)研究奠定理論基礎(chǔ)。挑選48只280~320g的健康大鼠并隨機(jī)分為5組,對照組、2G組、4G組、6G組及8G組。高G組的大鼠每天均高G載荷暴露3次,每次持續(xù)作用時間為3min,間隔40min,每周5天,共持續(xù)4周。對照組不進(jìn)行任何暴露,正常飼養(yǎng)4周。實(shí)驗結(jié)束后,獲取大鼠的兩側(cè)股骨,進(jìn)行宏觀力學(xué)三點(diǎn)彎曲試驗,基于Micro-CT的微觀顯微結(jié)構(gòu)參數(shù)的檢測以及股骨骨干化學(xué)成分的定量分析。實(shí)驗結(jié)果表明,高G極端環(huán)境明顯抑制了大鼠的生長。對照組的大鼠體重大幅度增長,第2周開始與高G組具有明顯的差異。第3周開始2G組的體重保持在320g左右,4G組、6G組和8G組的大鼠體重則停留在310g左右,但是對照組的體重一直在大幅度增長。在宏觀力學(xué)性能方面,2G組、4G組、6G組和8G組的極限載荷相對對照組分別下降18.6%、12.8%、19.3%、8.3%,極限撓度也分別下降16.1%、8.2%、11.5%和18.0%,但是在高G組之間并沒有明顯的差異(P0.05),在彈性模量參數(shù)上也不存在顯著性差異(P0.05)。微觀顯微結(jié)構(gòu)方面,股骨松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨的骨礦物質(zhì)密度都沒有明顯的變化(P0.05)。高G組的骨小梁分離度相對對照組增大,皮質(zhì)骨的孔隙率也隨著G值的增大而增大,在其它骨結(jié)構(gòu)參數(shù)上沒有明顯的變化。在化學(xué)成分定量分析上,對照組的鈣含量最高,磷含量最低。隨著G值增大,鈣含量顯著減少,磷含量顯著增加(P0.05),但是對鎂、鉀、鈉含量沒有明顯的變化(P0.05)。根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)表明,高G極端環(huán)境導(dǎo)致了明顯的骨損傷。高G環(huán)境會抑制大鼠生長,使體重顯著下降,同時降低鈣含量、顯著增加磷含量,并增加骨小梁的分離度和皮質(zhì)骨的孔隙率,使骨結(jié)構(gòu)疏松,導(dǎo)致股骨的力學(xué)性能下降,即極限載荷和極限撓度降低,脆性增加,但是對礦物質(zhì)密度沒有明顯的變化。根據(jù)大鼠體重、皮質(zhì)骨孔隙率和鈣、磷含量的變化,可以推斷隨著G值的增大,對大鼠的損傷更加嚴(yán)重。
【圖文】：

骨的形態(tài)與結(jié)構(gòu)

皮質(zhì)骨骨單位
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R318.01

【參考文獻(xiàn)】

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1 Bin Shi;Zhi-Qiang Feng;Wen-Bing Li;Hong-Yi Zhang;;Low G preconditioning reduces liver injury induced by high +Gz exposure in rats[J];World Journal of Gastroenterology;2015年21期

2 馬信龍;馬劍雄;徐衛(wèi)國;楊陽;徐斌;王杰;徐立巖;賈浩波;馮睿;虞驚濤;邢丹;馬寶意;陳陽;朱少文;王穎;;骨科生物力學(xué)研究的測量方法學(xué)專家共識[J];中國骨質(zhì)疏松雜志;2014年09期

3 雷周激欣;王冬梅;王春慧;陳善廣;;骨功能適應(yīng)性重建模型及數(shù)值模擬[J];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報;2014年02期

4 鄭軍;巴特金;付兆君;崔麗;劉晶;熊巍;王建昌;;反復(fù)+Gz暴露對自發(fā)性高血壓大鼠靶器官損害的組織學(xué)觀察[J];解放軍醫(yī)學(xué)院學(xué)報;2013年09期

5 魏日胞;王永新;楊悅;丁瑞;詹皓;;復(fù)方天葡片對高+Gz應(yīng)激致大鼠腎損傷的保護(hù)作用[J];中國中西醫(yī)結(jié)合腎病雜志;2012年03期

6 楊肖;孫聯(lián)文;樊瑜波;;不同重力環(huán)境下骨細(xì)胞力生物學(xué)研究進(jìn)展[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2011年06期

7 馬玉林;孫靜;桑韓飛;王雷;肖昭揚(yáng);熊利澤;;動物離心機(jī)中大鼠行為狀態(tài)無線視頻采集裝置的研制[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展;2011年17期

8 姜宗來;;我國生物力學(xué)研究現(xiàn)狀與展望[J];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報;2011年02期

9 周瑛;孫喜慶;王冰;王永春;耿捷;;反復(fù)正加速度暴露后大鼠心肌的細(xì)胞凋亡改變[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展;2009年16期

10 賈普照;;穩(wěn)態(tài)加速度模擬試驗設(shè)備——離心機(jī)的設(shè)計(1)[J];航天器環(huán)境工程;2009年01期

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1 陳相宏;骨康對去勢大鼠微量元素的研究[D];廣州中醫(yī)藥大學(xué);2001年

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1 劉昊;正加速度適應(yīng)性訓(xùn)練對大鼠胃黏膜的保護(hù)作用及機(jī)制研究[D];安徽醫(yī)科大學(xué);2017年

2 錢亞紅;基于Micro-CT影像的持續(xù)與間歇振動對骨折愈合影響的實(shí)驗研究[D];吉林大學(xué);2016年

3 韓偉青;成年人發(fā)樣中八種礦物質(zhì)元素水平及其影響因素的研究[D];吉林大學(xué);2015年

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本文編號：2659418