Analysis of the functional adaptation of biological tissues and its application to mechanical design

生物组织功能适应分析及其在机械设计中的应用

基本信息

  • 批准号:
    08455062
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.93万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1996
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1996 至 1997
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have been studying adaptation of tendons and ligaments to mechanical environments at various structure levels. In the present study, considering a locational dependence of applied stress to the anterior cruciate ligament (ACL) and posterior cruciate ligament (PCL), a relationship between the load distribution in the ligaments under anterior-posterior drawer load and their mechanical properties was determined at different flexion angles. The following findings were obtained.1) ACLThe load carried by the ACL depended on both the flexion angle and ligament bundle. In extension, the posterolateral (Pl) bundle carried more load than the anteromedial (AM) portion did. As the flexion angle increased, the load carried by the AM portion icreased while that carried the PL portion decreased. The mechanical property of the ACL was also dependent on both the flexion angle and ligament bundle. As the flexion angle increased, the stiffness of the PL bundle increased.2) PCLBoth the load carried by the PCL and the mechanical property of the PCL were dependent on the ligament bundle. The anterolateral bundle always carried a considerable load, while the stiffness of the bundle was always great.These findings indicate that the load distribution corresponds to the distribution of mechanical properties in the cruciate ligaments at different flexion angles. This suggests that the knee joint is optimally designed so that its ligaments function most effectively at specific flexion angles, and that the external and internal loading to the knee maintains the uniformity of the optimal structure and property. It is possible that this mechanism could be applied to the development of a novel mechanical design.
我们一直在研究肌腱和韧带在不同结构水平上对机械环境的适应性。在本研究中,考虑到前交叉韧带(ACL)和后交叉韧带(PCL)施加应力的位置依赖性,前-后抽屉载荷下的韧带中的载荷分布和它们的力学性能之间的关系,确定在不同的屈曲角度。结果表明:(1)前交叉韧带(ACL)前交叉韧带所承受的载荷取决于前交叉韧带的屈曲角度和韧带束。在伸展时,后外侧(Pl)束比前内侧(AM)部分承载更多的载荷。随着屈曲角度的增加,前屈部承受的载荷增加,后屈部承受的载荷减少。前交叉韧带的力学性能与前交叉韧带的屈曲角度和韧带束有关。随着屈曲角度的增加,韧带束的刚度增加。2)PCL韧带的力学性能和承载力均依赖于韧带束。前外侧束总是进行了相当大的负载,而束的刚度总是很大。这些研究结果表明,在不同的屈曲角度的交叉韧带的力学性能的分布对应的负载分布。这表明,膝关节的设计是最佳的,使其韧带功能最有效地在特定的屈曲角度,和外部和内部负载的膝盖保持最佳的结构和性能的一致性。这是可能的,这种机制可以应用到一种新的机械设计的发展。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
牧野 彰久, 林 紘三郎, 他: "局部的に切断した家兎膝蓋腱の治癒過程" 日本機械学会第8回バイオエンジニアリング学術講演会夏季セミナー・ワークショップ講演論文集. 97-4. 108-109 (1997)
Akihisa Makino、Kozaburo Hayashi 等:“局部切断的兔髌腱的愈合过程”日本机械工程学会第八届生物工程学学术会议夏季研讨会/研讨会论文集 97-4。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Makino, A., Hayashi, K., et al: "Healing of locally incised patellar tendons in the rabbit" Proc.The 18th JSME Summer Bioengineering Conference Seminar & Workshop. 97-4. 108-109 (1997)
Makino,A.,Hayashi,K.,等:“兔子局部切开的髌腱的愈合”Proc.第18届JSME夏季生物工程会议研讨会
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Sekito, T.Hayashi, K., et al.: "Development of a novel robotic simulator for the analysis of knee joint mechanical function" Proc.1997 ASME Summer Bioengineering Conference. BED-35. 393-394 (1997)
Sekito, T.Hayashi, K. 等人:“用于分析膝关节机械功能的新型机器人模拟器的开发”Proc.1997 ASME 夏季生物工程会议。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Tokura, S., Hayashi, K., et al.: "Tensile properties of the collagen facicles from in-situ frozen and stress-shielded patellar tendons in the rabbit" Proc.The 18th JSME Summer Bioengineering Conference Seminar & Workshop. 97-4. 106-107 (1997)
Tokura, S., Hayashi, K., et al.:“来自原位冷冻和应力屏蔽的兔子髌腱的胶原蛋白的拉伸特性”Proc.第18届JSME夏季生物工程会议研讨会
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
西岡 史隆, 林 紘三郎, 他: "切断した家兎膝蓋腱の治癒に及ぼす成長の影響" 日本機械学会第8回バイオエンジニアリング学術講演会夏季セミナー・ワークショップ講演論文集. 97-4. 104-105 (1997)
Fumitaka Nishioka、Kozaburo Hayashi 等人:“生长对截肢兔髌腱愈合的影响”第 8 届生物工程学术会议夏季研讨会和研讨会论文集,日本机械工程师学会 97-105。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

HAYASHI Kozaburo其他文献

HAYASHI Kozaburo的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('HAYASHI Kozaburo', 18)}}的其他基金

Tissue culture studies on the mechanical adaptation of biological soft tissues
生物软组织机械适应的组织培养研究
  • 批准号:
    21500418
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Biomechanics on Remodeling of Biological Tissues - Role of Collagen Cross-Linking
生物组织重塑的生物力学——胶原蛋白交联的作用
  • 批准号:
    18500354
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Microbiomechanical studies on biological tissue/cell interaction and remodeling
生物组织/细胞相互作用和重塑的微生物力学研究
  • 批准号:
    15200036
  • 财政年份:
    2003
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Development of a system for the analysis of the response of a single cell to mechanical stress
开发用于分析单细胞对机械应力的响应的系统
  • 批准号:
    13558111
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Integrated analysis and micro-biomechanics of functional adaptation and remodeling of living tissues and cells
活体组织和细胞功能适应和重塑的综合分析和微生物力学
  • 批准号:
    12308047
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Effects of blood flow and blood pressuere changes on the remodeling of arterial wall
血流和血压变化对动脉壁重塑的影响
  • 批准号:
    10480245
  • 财政年份:
    1998
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Development of a tensile test system for cells and biological fine fibers
细胞和生物细纤维拉伸测试系统的开发
  • 批准号:
    09358020
  • 财政年份:
    1997
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Optimal Design of Living Tissue..and Engineering Application
活组织优化设计及工程应用
  • 批准号:
    08044147
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for international Scientific Research
Development of a Culture System of Living Tissues under Dynamic Load Condition
动态负载条件下活组织培养系统的开发
  • 批准号:
    07558124
  • 财政年份:
    1995
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Biodegradation of Composite Materials Consisting of High Strength Polymeric Fibers for the Development of Artificial Ligament
用于人工韧带开发的高强度聚合物纤维复合材料的生物降解
  • 批准号:
    06452448
  • 财政年份:
    1994
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)

相似海外基金

Mechanical Load Effects on Cardiac Function and Heart Diseases
机械负荷对心脏功能和心脏病的影响
  • 批准号:
    10573078
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
Chondrocyte differentiation from embryonic stem cells adjoined with defined mechanical load and the application to pediatric airway reconstruction.
胚胎干细胞的软骨细胞分化与特定的机械负荷相关,以及在儿科气道重建中的应用。
  • 批准号:
    23K08042
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Advanced imaging to understand bone's adaptation to mechanical load
先进的成像技术可了解骨骼对机械负荷的适应
  • 批准号:
    RGPIN-2018-03908
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Microstructural Response of the Myocardium to Mechanical Load
心肌对机械负荷的微观结构响应
  • 批准号:
    10277918
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
Advanced imaging to understand bone's adaptation to mechanical load
先进的成像技术可了解骨骼对机械负荷的适应
  • 批准号:
    RGPIN-2018-03908
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Microstructural Response of the Myocardium to Mechanical Load
心肌对机械负荷的微观结构响应
  • 批准号:
    10437889
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
Microstructural Response of the Myocardium to Mechanical Load
心肌对机械负荷的微观结构响应
  • 批准号:
    10626845
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
Advanced imaging to understand bone's adaptation to mechanical load
先进的成像技术可了解骨骼对机械负荷的适应
  • 批准号:
    RGPIN-2018-03908
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Advanced imaging to understand bone's adaptation to mechanical load
先进的成像技术可了解骨骼对机械负荷的适应
  • 批准号:
    RGPIN-2018-03908
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
MECHANICAL LOAD EFFECT ON CARDIAC EXCITATION-CONTRACTION COUPLING
机械负荷对心脏兴奋-收缩耦合的影响
  • 批准号:
    10063898
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 4.93万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了