目的:本課題通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn),研究高G極端環(huán)境對(duì)骨骼的影響。給大鼠施加高G力學(xué)載荷,從形態(tài)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能兩個(gè)方面觀察高G極端環(huán)境對(duì)骨組織的損傷情況,探討了高G力學(xué)環(huán)境對(duì)骨骼的影響。為對(duì)抗高G極端力學(xué)環(huán)境、防治骨骼相關(guān)損傷奠定理論基礎(chǔ)。方法:選取120只雄性Wistar大鼠,隨機(jī)平均分3組,為2周組、4周組和6周組,每組40只;每組又隨機(jī)平均分為5組,分別為對(duì)照組、2G組、4G組、6G組和8G組,每組8只。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(shí)間為3min,間隔40min,每周5天。對(duì)照組正常飼養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,獲取大鼠雙側(cè)股骨,進(jìn)行基于三點(diǎn)彎曲的宏觀力學(xué)性能的檢測(cè)、基于Micro-CT的細(xì)觀顯微結(jié)構(gòu)參數(shù)的檢測(cè)、基于納米壓痕的微觀力學(xué)性能檢測(cè)。結(jié)果:宏觀力學(xué)性能方面:高G力學(xué)環(huán)境可在G值和加載時(shí)間兩個(gè)維度上降低骨的宏觀力學(xué)性能,主要呈現(xiàn)在降低股骨的極限載荷和極限撓度。細(xì)觀顯微結(jié)構(gòu)方面,高G力學(xué)環(huán)境可在G值和加載時(shí)間兩個(gè)維度上損傷皮質(zhì)骨及松質(zhì)骨的顯微結(jié)構(gòu),主要呈現(xiàn)在增加骨的皮質(zhì)骨孔隙率（Po）和骨小梁分離度（Tb.Sp）,降低皮質(zhì)骨礦物質(zhì)密度（BMDc）,骨的骨體積分?jǐn)?shù)（BV/TV... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

應(yīng)力-應(yīng)變曲線

第2章骨的生物力學(xué)研究方法72.4納米壓痕檢測(cè)2.4.1納米壓痕技術(shù)原理納米壓痕技術(shù)主要用于研究材料納米力學(xué)特性，在骨組織研究中，納米壓痕技術(shù)可以精確測(cè)量骨小梁、板層骨等細(xì)微結(jié)構(gòu)的彈性模量和顯微硬度[54]。其主要由三部分組成：壓頭、制動(dòng)器以及位移感應(yīng)器。其工作原理是通過(guò)壓頭將力施加在被測(cè)材料上，使材料產(chǎn)生壓痕，從而獲的載荷-位移曲線（圖中Pmax為最大載荷，hmax為最大位移，hf為卸載后的位移，S為卸載曲線初期的斜率），最后根據(jù)總施加載荷跟材料所產(chǎn)生壓痕面積或深度之間的關(guān)系，計(jì)算出材料的硬度、彈性模量等[55]。圖2.2載荷-位移曲線[56]2.4.2納米壓痕技術(shù)應(yīng)用骨組織各個(gè)不同部分都有不同的力學(xué)性能[57]。而材料的微觀力學(xué)性能主要是彈性模量和硬度，在骨組織的納米壓痕實(shí)驗(yàn)中，常常采用Oliver--Pharr方法（又稱為連續(xù)剛度測(cè)量法，ContinuousStiffnessMeasurement，CSM），其主要原理是:試驗(yàn)加載過(guò)程

第3章實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備及正式實(shí)驗(yàn)9第3章實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備及正式實(shí)驗(yàn)3.1實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備3.1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選取大鼠有較強(qiáng)的適應(yīng)能力以及易于管理，是建立骨代謝動(dòng)物模型常用的動(dòng)物[59]，在本次實(shí)驗(yàn)中，選取280-320g雄性Wistar大鼠作為研究對(duì)象（吉林大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供）。全部大鼠在自然光照環(huán)境下喂養(yǎng)，喂養(yǎng)大鼠標(biāo)準(zhǔn)飼料、自由飲水。室內(nèi)溫度為23±3℃，相對(duì)濕度為40-60%。3.1.2高G加載裝置研制3.1.2.1高G實(shí)驗(yàn)離心機(jī)的研制離心式超重加載平臺(tái)常用于替代常規(guī)重力場(chǎng)，其主要原理是利用機(jī)器的高速旋轉(zhuǎn)造成一種穩(wěn)定并可以調(diào)節(jié)的離心力常本實(shí)驗(yàn)中，所研制的離心式超重力機(jī)可實(shí)現(xiàn)0-20G間的可調(diào)節(jié)加速度，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能全面、安全性高、便于操作，能夠模擬固定加速度、變加速的運(yùn)動(dòng)、進(jìn)行圖像采集。圖3.1高G離心機(jī)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3425173