
【化】 biological solid mechanics
being; biota; creature; life; living beings; organism
【化】 biology
【醫】 bio-; living being; organism
【化】 solid mechanics
生物固體力學(Biosolid Mechanics)是生物力學的重要分支,主要研究生物組織在受力作用下的變形、應力分布、破壞機制及其與生理功能的關聯。它結合連續介質力學原理,分析骨骼、肌肉、血管、軟骨等生物材料的力學行為,為醫學工程、假體設計和疾病診斷提供理論基礎。
學科定義
生物固體力學運用固體力學理論,研究生物組織的彈性、塑性、黏彈性等力學性質,建立應力-應變本構方程,模拟其在生理負荷(如血流沖擊、關節運動)下的響應。其核心在于揭示生物結構與力學環境的適應性關系。
研究對象
各向異性
生物材料(如骨骼)在不同方向的力學性能差異顯著,例如皮質骨沿軸向的抗壓強度高于橫向。
黏彈性
軟組織(如肌腱)兼具彈性固體和黏性流體特性,表現為應力松弛(恒定應變下應力衰減)和蠕變(恒定應力下持續變形)。
非線性響應
生物組織應力-應變關系多呈非線性,如血管在高壓力下的剛度驟增,避免過度擴張。
骨科生物力學
分析骨折固定器械的應力屏蔽效應,優化人工關節假體設計(如髋臼杯的磨損模拟)。
心血管工程
研究動脈粥樣硬化斑塊的應力分布,預測破裂風險;指導支架植入後的血管重建。
康複醫學
通過肌肉-骨骼系統建模,定制步态矯正方案,改善運動功能障礙。
Fung, Y. C. Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues(Springer),系統闡述生物組織的本構理論。
Cowin, S. C. Bone Mechanics Handbook(CRC Press),詳述骨力學建模與臨床關聯。
Mow, V. C. & Huiskes, R. Basic Orthopaedic Biomechanics & Mechano-biology(Lippincott),聚焦骨科植入物力學分析。
注:因搜索結果未提供直接鍊接,參考文獻信息基于經典學術著作。建議通過學術數據庫(如Google Scholar)檢索書名獲取完整文獻。
生物固體力學是生物力學的重要分支,主要研究生物體内固體材料的力學特性及其應用。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
生物固體力學通過固體力學原理(如材料力學、斷裂力學)研究生物體及其組織器官的力學問題。它屬于典型的交叉學科,融合了生理學、醫學和生物學,服務于臨床診斷、人體防護等領域。
主要關注生物體内的固體結構,包括:
生物力學還包括:
通過以上内容可見,生物固體力學通過量化分析生物體的力學行為,為醫學和工程提供了重要的理論支持。如需更詳細的技術方法或案例,可參考、3、6等來源。
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