气动肌腱性能研究

作为一种新型的仿生驱动器,气动肌腱具有较高的功率重量比。在本文中,设计实验装置来测量气动肌腱的静态输出力,对静态输出力和空气压力之间的关系进行了研究。实验结果表明,随着气动肌腱收缩率的增加,静态输出力非线性的降低。     

肌腱干细胞修复肌腱损伤动物模型

文章进行体外分离培养鸭胚肌腱干细胞，构建其最佳培养体系，采用免疫组织化学鉴定、RT-PCR、流式阳性率等实验方法检测肌腱干细胞表面标志物的表达；将肌腱干细胞向成脂细胞、成骨细胞、成软骨细胞诱导分化，表明其具有多向诱导分化潜能；运用I型胶原酶构建小鼠肌腱组织急性损伤动物模型.结果：肌腱干细胞体外分离培养至31代；CD44、CD105、CollagenI、CollagenIII、Tenascin-C等表面标记物呈阳性表达；CM-Dil标记的肌腱干细胞移植到小鼠肌腱损伤部位，能够稳定迁移到损伤组织周围并增殖分化.     

网状组织工程肌腱支架增强体的降解性能

以聚乙醇酸(Polyglycolic Acid,PGA)纤维和聚乳酸(Polylactic Acid,PLA)纤维为原料,用编织的方法制成一种网状圆筒形组织工程肌腱支架的增强体,探讨不同孔径支架增强体在体外降解过程中的断裂现象、拉伸强力、断裂伸长、质量衰变特征.得出组织工程肌腱支架增强体的拉伸断裂规律,孔径大小对支架增强体在降解过程中的强力、伸长和质量衰减性能影响不大.将支架增强体与PGA纤维复合构成组织工程肌腱支架,并在其上种植皮肤成纤维细胞.试验结果显示孔径大小对组织工程肌腱支架的力学性质有较大影响,其生物相容性良好.     

肌腱组织工程的研究概况及完善策略

从种子细胞、支架材料和生长因子3个方面概述了当前肌腱组织工程的研究进展,同时对肌腱组织工程今后的研究方向和一些完善策略进行了归纳和总结.     

组织工程人工肌腱支架的制备工艺及降解性能

制备了一种纬编结构的组织工程人工肌腱支架.采用聚羟基乙酸(PGA)和聚乳酸(PLA)为原料进行合股编织,将编织线在小口径圆筒针织机上进行纬平针织造.改变编织过程中的弯纱深度、牵拉力和给纱张力工艺参数,对所编织的组织工程人工肌腱支架进行初始几何性能测试以及拉伸性能测试,探讨各工艺参数对支架性能的影响,从而得到较优良的组织工程人工肌腱支架.将支架置于温度37℃、pH=7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)中进行体外降解实验,并对支架进行断裂强力和质量损失测试,进而得到强力和质量损失的变化规律.     

屈肌腱损伤术引导回缩肌腱方法82例临床分析

目的 探讨改进屈肌腱损伤手术中回缩肌腱的引导方法.方法 采用医用输液管导引法对82例患者102条屈肌腱损伤进行修复,引导回缩屈肌腱至损伤平面进行修复,术后随访2～9个月,观察手部功能恢复情况.结果 手术操作简便,易于肌腱修复,术后TAM法评定疗效优良率达92.0%.结论 该改进方法优点突出,方便实用,值得推广.     

细胞因子调控肌腱干细胞分化方向的研究进展

肌腱损伤是骨科常见疾病,随着老龄化社会程度的加重和体育运动的普及,其发病率不断增长,严重危害患者的生活质量.肌腱干细胞可向腱系分化,具有治疗肌腱损伤的良好前景,因此调控肌腱干细胞定向分化成为肌腱干细胞发挥临床疗效的关键环节.细胞因子对肌腱干细胞的分化方向具有重要的调节作用,目前研究发现包括转化生长因子-β(TGF-β)、骨形态发生蛋白(BMP)、成纤维细胞生长因子(bFGF)、白细胞介素(IL)、结缔组织生长因子(CTGF)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、肝细胞生长因子(HGF)、早期生长反应因子(EGR-1)、前列腺素E2(PGE2)和P物质(SP)等细胞因子都具有调控其分化的作用,部分机制已被阐明,但由于影响因素十分复杂,尤其在体内常常是多种因子共同作用,因此还需进一步深入研究,为肌腱干细胞的临床应用寻求合适的方案.     

利用成体干细胞体外小口径血管的构建

设计了一套血管生物反应器系统,采用有限元的方法对组织工程小血管托架材料进行了分析,从而开发完成了一套用于构建直径为2 mm的小血管托架;通过收集人的原代骨髓基质干细胞(hBMSCs)和脂肪基质干细胞(ADSCs)进行体外扩增和培养,并选用第3代细胞与聚羟基乙酸酯(PGA)复合后置于血管生物反应器中动态培养;在生物反应器中动态培养4周后,对材料复合物进行取材,分别进行大体观察、HE染色和扫描电镜等指标检测.结果表明:血管色泽明亮,有一定的弹性,细胞分泌的胶原基质排列较规则,免疫组化结果表明血管含有平滑肌弹性肌动蛋白的成分.说明改进的血管生物反应器能模拟血管的力学环境,并能利用人骨髓间充质干细胞扣脂肪基质干细胞成功构建组织工程小血管组织.     

生物反应器培养细胞组织的机械刺激作用

生物反应器用于组织工程细胞的培养目前已经应用的比较广泛．为了构建与在体组织的结构和力学性能相同的工程组织,人们开始尝试使用一定的机械刺激添加到生物反应器中,这不仅对于人工组织的合成具有重要的意义,而且还可以加深人们对组织和细胞本身性质的了解．综述了国内外一些文献对于生物反应器中机械刺激添加的原理和具体方法的报道,并分析了有刺激添加的反应器未来的发展趋势．     

自体腓骨长肌腱和腘绳肌腱在关节镜下重建膝关节前交叉韧带临床研究

目的探讨关节镜下自体腓骨长肌腱和腘绳肌腱重建膝关节前交叉韧带的临床疗效.方法选取47例前交叉韧带损伤患者,应用随机数字表法将患者分为两组,分别行关节镜下腓骨长肌腱(A组)与腘绳肌腱(B组)重建膝关节交叉韧带,比较两组患者术后一般情况;分析两组患者术前、术后3个月、术后6个月的膝关节功能、稳定性,分析腓骨长肌腱组足弓的静力学变化.结果术后随访时,A组大腿周长减小与B组比较差异无统计学意义(P0.05);两组患者术后Tegner评分、Lysholm评分、IKDC评分结果差异无统计学意义(P0.05);A,B两组患者术后胫骨前移比较差异无统计学意义(P0.05);A组患者足弓情况与术前比较,术后6个月、术后1 a足弓的静力学指标无明显变化(P0.05).结论自体腓骨长肌腱重建膝关节前交叉韧带断裂与自体腘绳肌腱取得的临床效果相当.     

穿戴髌腱加压带对跳跃动作影响的生物力学研究

为探讨髌腱加压带对股四头肌肌力、活化程度和跳跃力学的影响,招募16位自愿参与本实验的健康受试者,运用等速肌力仪及表面肌电测试系统,监测穿戴髌腱加压带前后股四头肌肌力及肌肉活化程度,并利用三维测力台分析3种不同跳模式的地面反作用力.结果显示:①穿戴髌腱加压带对股四头肌肌力及肌肉活化程度无显著影响,但可有效提升股内侧肌活化程度并可降低股外侧肌活化程度;②穿戴髌腱加压带可显著增加蹲踞跳起跳时地面反作用力,但对下蹲跳和着地反弹跳起跳时的地面反作用力无影响作用;③穿戴髌腱加压带虽不影响下蹲跳及着地反弹跳的地面反作用力,但却在负荷率及着地反弹跳第1次及第2次着地时地面反作用力方面存在下降趋势.认为穿戴髌腱加压带对于股四头肌肌力输出与肌肉活化程度没有负面效益,不会影响股四头肌在运动过程中的伸张-收缩循环机制,能降低着地时的冲击负荷.     

单根FRP筋粘结型锚具的设计与试验研究

单根FRP筋粘结型锚具组件存在两类典型的破坏形式:FRP筋在自由长度内破坏和FRP筋从锚具中被拔出。第2种破坏形式是不允许发生的,它不能很好地反映出FRP筋的材料特性。在对传统的单根FRP筋粘结型锚具进行研究的基础上,设计出一种制造简单、锚固性能好的单筋锚具,并对6组树脂封装的单根CFRP筋组装件进行单向拉伸试验,研究张拉过程中CFRP筋材的应力——应变行为,得出其极限应力、弹性模量等。试验表明,设计的单筋FRP筋锚具进行组装件的单向拉伸试验可以得到FRP筋的力学性能,试件破坏状态良好。所作工作为各种FRP筋材的材性试验以及应用提供参考。     

推力大行程气动柔性驱动器及其特性

由于Mckibben气动肌肉难以满足推力和大行程输出的要求,该文研究开发了一种新型推力大行程气动柔性驱动器。利用扁平弹性管的螺旋叠加结构实现了柔性驱动器的大行程及推力驱动,利用中心轴导向和加强网筋裹覆技术以提高驱动器直线运动重复精度与工作寿命,建立了该驱动器驱动力模型,对该柔性驱动器工作特性的试验研究结果表明:驱动器输出推力随供气压力增大而增大,随工作长度增大而减小。当供气压力为0.3 MPa时,被测驱动器最大驱动推力为320 N,最大伸长变形率达120%以上。     

内嵌阻尼器的摆动伺服气缸

针对普通摆动气缸不能在行程中间实现任意点精确、快速定位的问题,研究开发一种摆动伺服气缸。提出集成叶片式气压驱动装置、圆盘式磁流变液旋转阻尼器、角度检测装置的摆动伺服气缸结构方案。设计了高速响应的驱动电源,线圈电流的阶跃响应时间约为1ms。对摆动伺服气缸基本性能试验结果表明:摆动伺服气缸具有良好的驱动性能,摩擦力矩较小,对气压驱动基本无影响,可调阻尼力矩在控制电压4.5V时达到饱和阻尼力矩24.7N·m,动态力矩平稳,波动在5%以内,输出力矩响应时间约为35ms。     

猪蹄筋软罐头系列产品的研制

以干猪蹄筋为原料，研制出250g袋装鱼香、海味、酸辣、糖醋、清烧、麻酱六种调味珍补猪蹄筋以及熟食原料清水猪蹄筋软罐头系列产品，且并确定了关键工艺技术。产品具有卫生、营养、方便，能适应不同消费层次、不同地域风味需求等特点。     

气动人工肌肉驱动球面并联机器人的位置控制研究

研究将气动人工肌肉驱动器应用于柔索驱动三自由度球面并联机器人机构,介绍了该机器人的运动学模型,提出一种简便的轨迹规划方法,在建立的实验测控系统中,应用含并联机器人的位置逆解和对气动人工肌肉的智能PID控制的位置控制算法,实现对机器人末端的位置控制,通过机器人的位置正解验证了位置控制的控制效果.     

基于气动装置神经网络模型的anti-windup控制器设计

为提高气动系统的控制效果,以Levenberg-Marquardt算法训练多层前馈神经网络,建立了一气动装置的神经网络模型并推导出ARX模型.基于气动装置的ARX模型,采用Ragazzini方法设计了anti-windup控制器.实时控制结果表明,所设计的控制器有效地克服了控制死区和阀的饱和效应,实现了对该气动装置快速和高精度的控制.     

体操运动中的跟腱损伤原因与防治措施

体操运动员严重的跟腱损伤会诱发跟腱断裂,从而危及其体操生涯。通过对体操运动中跟腱损伤的机制、诊断、治疗以及预防等多方面的阐述,认为在体操运动训练过程中必须首先增强运动员对于跟腱损伤的防范意识,并采取有效的保护措施,才能最大限度地避免与减少跟腱损伤的发生。     

Simulation and Experimental Study of Dynamic Characteristics of a Pneumatic Actuator in Air Splicer

Splicing process parameters determined by dynamic characteristic of pneumatic actuator in air splicer have a significant influence on the performance of spliced yarn. Both gas thermodynamic and pneumatic actuator dynamic models, which were solved by the Runge-Kutta algorithm, were established to analyze the relationship among structural parameters of a pneumatic actuator and splicing process parameters such as splicing duration and gas consumption. Additionally,a visualization test bench to observe the dynamics of the pneumatic actuator and a mass flow measurement system to track splicing duration and gas consumption were designed. Comparisons between experimental data and simulation results show that the mathematical model accurately accounts for the dynamic characteristics of the pneumatic actuator,and consequently predicts splicing process parameters, which provides a theoretical foundation for the design optimization of air splicer.