符合生理过程的松质骨骨质疏松计算模型研究及应用

论文题目: 符合生理过程的松质骨骨质疏松计算模型研究及应用

论文类型: 博士论文

论文专业: 固体力学

作者: 张浩

导师: 朱兴华,孟广伟

关键词: 松质骨,骨质疏松,计算模型,力学因素,生物学因素,基本多细胞单位,峰值骨量,功能适用性

文献来源: 吉林大学

发表年度: 2005

论文摘要: 建立在一定实验基础上的计算机定量数值模拟是目前国内外研究的热点问题。本论文的研究工作即是在国内外实验研究成果基础上,建立新的带有时间历程的力学-生物学因素耦联的松质骨骨质疏松过程定量计算模型,探讨它在模拟废用型骨质疏松,和妇女绝经期因受力水平降低,雌激素水平下降引起的骨质疏松中的应用,并初步探讨了力学因素和生物学因素引起骨质疏松的机理。本论文包含两个主要部分。第一部分依据骨的功能适应性和力学调控系统理论,遵循骨重建的生理过程,提出一个带有时间历程的描述松质骨骨质疏松过程的计算模型,模拟了废用引起的骨质疏松,并讨论了峰值骨量对松质骨骨质疏松过程的影响。第二部分研究力学因素和生物学因素在松质骨骨质疏松过程中的作用。根据骨重建的生理过程,在基本多细胞单位(BMUs)层次建立了一个力学因素和生物学因素耦联的,带有时间历程的松质骨骨质疏松过程计算模型。通过载荷降低来模拟绝经期力学因素的变化,通过骨重建阈值的提高来模拟绝经期生物学因素的变化,量化了妇女绝经期骨量变化过程,分析表明:单独废用;单独骨重建阈值的提高;或二者共同作用都可以使模拟结果与Recker 等临床观测结果非常接近。并初步探讨了力学因素和生物学因素引起骨质疏松的机理。本论文的研究为骨质疏松的预防和治疗打下了理论基础,很具临床指导意义。

论文目录:

第一章绪论

1.1 骨质疏松特征及其生理学和实验研究基础

1.2 骨的功能适应性研究及进展

1.3 本文的主要工作

第二章骨重建模拟的生理基础和力学调控系统理论

2.1 骨结构和功能

2.2 骨功能适应性的生理调节机制

2.3 力学调控系统理论

第三章带有时间历程的松质骨骨质疏松模型

3.1 载荷模型和力学激励

3.2 骨重建阈值和BMU 的激活

3.3 孔隙度的变化

3.4 孔隙度与弹性模量

3.5 特定表面

第四章计算模型的数值实现及应用

4.1 计算模型的数值实现

4.2 峰值骨量对骨质疏松过程的影响

第五章妇女绝经期椎体松质骨骨质疏松过程模拟

5.1 引言

5.2 方法

5.3 结果

5.4 讨论

5.5 结论

第六章力学因素和生物学因素引起骨质疏松的机理的初步探讨

6.1 方法

6.2 结果

6.3 讨论

第七章总结与展望

参考文献

作者在攻读博士学位期间发表论文及科研情况

摘要

ABSTRACT

致谢

发布时间: 2005-08-26

参考文献

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