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第一篇生物工程学论文范文参考：基于人机工程学油锯作业人体脊柱生物力学特性研究
目前林业作业环境十分恶劣,操作者除了完成必须的操控任务外,还必须克服长时间站立、持较重工具、保持长时间弯腰姿势以及机器所产生的振动、噪声等的影响,这不仅会造成作业工人舒适性及工作效率下降,而且直接影响到他们的身心健康.许多工人因腰痛被迫离开工作岗位,因腰部损伤造成的经济损失和劳动力丧失非常严重.为此,运用精确的、可靠的测量工具和理论方法学研究脊柱生物力学特性进而采取有效的措施预防和减少与林业作业相关的脊柱损伤的发生,已成为国内乃至国际林业专家研究的重要课题之一.因此,开展基于人机工程学的作业负荷与人体生物力学特性研究具有重要的现实意义.
本文采用多机同步技术,将肌电学与三维影像学相结合,探讨与分析了油锯作业姿势中人体躯干各肌肉的活动与功能,利用静力学原理建立了油锯作业姿势下人体脊柱生物力学模型,基于有限元法建立了完整脊柱三维数字化模型,并以腰椎节段为主要研究对象,对油锯作业姿势中人体脊柱受力特点进行了分析.研究结果如下:
在不同作业工况中,躯干不同肌肉的工作强度存在差异,背部竖脊肌工作强度为最大,均在最大用力的30%左右,其次为腹直肌与腹外斜肌均在最大用力的10%左右.在不同作业工况下背部竖脊肌在整个操作过程中工作强度不尽相同,虽然在不同的作业工况下背部竖脊肌平均工作强度可能相近,但是在整个操作过程中,肌肉的用力程度是处于不同MVE%范围内的,且在整个操作过程中肌肉在不同的MVE%范围内所持续时间不同.
在对不同地势与不同油锯对躯干各肌肉活动影响进行分析时发现,不同地势只对背部竖脊肌肌肉活动有影响(p＜0.05),而对其他肌肉活动影响无统计学意义.不同油锯对背部竖脊肌肌肉活动影响非常显著(p＜0.01),对右腹直肌和右腹外斜肌肌肉活动也有一定影响(p＜0.05).
在对使用矮把油锯打枝、造材和伐木动作进行分析发现,油锯作业时不同姿态下除左右腹外斜肌肌肉活动差异显著性水平在p＜0.05,其余各肌肉活动差异都存在显著性差异p＜0.01,说明不同的作业姿势对躯干各肌肉活动的影响存在显著性差异.
首次将三维运动影像解析技术用于林业作业中,采用立体定机摄影原理,通过三维影像解析,确定了油锯作业不同姿势下躯干及上肢关节角度的活动范围值,对于正确规范林业操作姿势提供了理论依据.
利用静力学原理,建立了不同油锯作业姿势下人体脊柱腰椎节段的生物力学模型,分析了人体脊柱腰椎各节段的力学特性,研究发现腰部所受重力矩、竖脊肌肌力、各腰椎节段椎体与椎间盘挤压力由小到大依次为油锯打枝(矮把)、高把油锯伐木、油锯造材(矮把)、矮把油锯伐木、提矮把油锯动作和提高把油锯动作.
运用“组装搭配式”建模思想,结合DICOM数据,建立了具有几何非线性、材料非线性和接触非线性的完整人体脊柱三维有限元模型.并将有限元理论与林业作业姿势相结合,综合运用人体测量学、运动学、静力学等分析结果,对不同油锯作业姿势下腰椎节段的受力特点进行了计算机仿真.研究发现,相同油锯作业姿势中,椎体与椎间盘应力表现为由上至下呈逐渐增大趋势.不同作业工况下相同腰椎功能单位最大应力值表现为,打枝动作应力值最小、其后由小到大依次为:高把油锯伐木、矮把油锯造材、矮把油锯伐木、提矮把油锯动作,提高把油锯动作.
本研究为确定不同林业操作中劳动工人腰背部肌肉工作强度提供理论参考,为定量研究在不同林业作业中操作工人的腰背部肌肉及脊柱所承担的工作负荷以及劳动强度理论依据,并对于预防和降低林业作业工人腰部损伤、提供劳动安全与保护、诊断和矫正不良作业姿势、进行劳动技能培训、指导设计与改进林业生产工具、职业病的预防与治疗等具有重要的理论价值.
第二篇生物工程学论文样文：骨髓间充质干细胞组织工程学生物特性及其单克隆抗体制备的实验研究
骨缺损是临床常见的外科疾病.目前主要采用自体骨移植、异体骨移植技术、人工合成替代品来修复骨缺损,这些方法各有优缺点,难以满足临床上修复所有骨缺损的需要.随着骨组织工程研究的发展,将骨组织工程技术应用于临床已成为骨缺损修复的趋势所在.组织工程化骨成为最有希望进入临床应用的组织工程成果之一.在骨组织工程研究中种子细胞、支架材料、细胞与材料的相互作用是研究重点.骨组织工程要求其种子细胞应具备较强的增殖能力和良好的成骨功能.目前骨种子细胞的来源主要有骨、骨膜、骨髓、骨外组织和早期胚胎.由于骨髓间充质干细胞具有其他细胞无法比拟的优势,故已成为中外学者研究的热点.为了使其尽早应用于临床,我们针对目前的需要,设计了如下实验.
一、人骨髓间充质干细胞的体外培养和生物学特性的实验研究 目的 探索体外培养人骨髓间充质干细胞的最佳培养条件,研究其部分生物学特性,为相关研究和应用奠定基础. 方法 采用梯度离心法分离人骨髓间充质干细胞,体外培养,传代增殖.相差显微镜观察形态变化,透射电镜观察超微结构.绘制生长曲线.流式细胞仪测定细胞周期和表型.观察生长因子bFGF对增殖的影响. 结果 以梯度离心法分离的MSCs细胞镜下呈成纤维细胞样梭形,具有快速增殖的能力；培养细胞在3-4d进入对数生长期,随后进入平台期；细胞传代后趋向均质、增殖迅速；超微结构显示为早期幼稚细胞形态；表面抗原表明为非造血系细胞；生长因子bFGF能有效促进细胞增殖. 结论 建立了人骨髓间充质干细胞体外分离、培养的条件,探讨了人骨髓间充质干细胞部分生物学特性,为进一步深入研究其诱导分化特性打下基础.骨髓间充质干细胞组织工程学生物特性及其单克隆抗体制备的实验研究中文摘 要 二、诱导人骨髓间充质干细胞向成骨细胞和成软骨细胞分化的实验研究 目的探讨人骨髓间充质干细胞向成骨和成软骨细胞诱导分化的能力. 方法选用不同代次的MSCs细胞,分别使用成骨和成软骨条件培养基培养,观察细胞的形态学变化,同时采用细胞化学和免疫组化的方法检测碱性磷酸酶,钙盐沉积,糖胺多糖分泌和I、11胶原的表达. 结果MSCs细胞在地塞米松、维生素C和p一甘油磷酸钠的作用下,15d后可见细胞变为多边形,ALP和I型胶原染色阳性,形成钙结节,表现成骨细胞分化特点,而在维生素C和TGF一邵的作用下,7d可见细胞多为圆形,糖胺多糖和n型胶原染色阳性,表现成软骨细胞分化特点.但细胞分化特征的表达随细胞增殖有减弱趋势. 结论在一定培养条件下成功诱导人MSCs细胞向成骨和成软骨细胞分化,为我们进一步研究打下基础. 三、MSCs细胞诱导成骨细胞与可吸收性珊瑚轻基磷灰石的复合培养及bFGF的影响 目的观察人骨髓间充质干细胞(MSCs)诱导的成骨细胞与珊瑚经基磷灰石的相容性,细胞在载体上的生长情况和bFGF的影响. 方法使用含地塞米松、p一甘油磷酸钠和维生素C的条件培养基诱导MSCs细胞分化为成骨细胞,再与珊瑚经基磷灰石复合培养,分为实验组,bFGF组(1 on留mD和空白对照组.不同时间用倒置显微镜,扫描电镜观察,绘制细胞生长曲线,并进行细胞碱性磷酸酶的定量检测. 结果MSCs细胞诱导的成骨细胞体外培养与珊瑚经基磷灰石复合后顺利贴附,生长良好,增殖活跃,表现出典型成骨细胞的形态特征和生物学特性,并且细胞的功能未受不良影响,bFGF组细胞增殖明显.骨髓间充质干细胞组织工程学生物特性及其单克隆抗体制备的实验研究中文摘 要 结论人MSCs细胞诱导的成骨细胞可以在一定的生物载体上正常生长、增殖、并保持生理功能,bFGF(10n留ml)可促进此过程中细胞增殖.同时也证明珊瑚经基磷灰石是一种较理想的骨组织工程支架材料. 四、人骨髓间充质干细胞表面抗原单克隆抗体制备的实验研究 目的制备人骨髓间充质干细胞的特异性细胞表面抗原的单克隆抗体. 方法以人骨髓间充质干细胞为抗原,常规方法免疫Balb/c小鼠,细胞融合制备杂交瘤细胞,并用免疫荧光法在流式细胞仪上对杂交瘤产生的抗体进行初测和复测. 结果通过分泌的抗体与人MCSs细胞表面抗原特异性结合的鉴定,进行杂交瘤筛选,将复测为阳性的克隆连续克隆化培养,获得2株持续分泌抗人MsCs细胞的杂交瘤细胞株:898、8f9.2株单抗经体外连续传代培养,生长良好,稳定分泌抗体. 结论人骨髓间充质干细胞的特异性细胞表面抗原单克隆抗体可望在MCss细胞的提纯和体外富集,特异性骨病的诊断等方面有广阔的应用前景.第三篇生物工程学论文范文模板：空间结构仿生工程学的研究
各类空间结构的出现往往都受到了自然界的启迪,自然界的创造能力常常要超越人类的设计和想象能力.利用仿生学的原理,我们可以更好地理解和发展空间结构.仿生工程学是关于应用有关生物学知识体系去解决工程和社会问题的分支科学.生物以最少的材料,构造了坚固、美观实用的外形和生存空间的事实,确实达到了令人惊叹的地步.
本文就是从这个角度出发,运用仿生学原理来理解、分析和发展空间结构.首次将仿生学和空间结构相结合来研究,不仅认识到生物体结构发展进化的各种合理性,同时也注意到了其局限性,指出了建筑结构与生物结构的统一性、建筑与生命活动的标度性和建筑仿生研究的条件与限制.本文开创性的研究工作,主要体现在以下几个方面:
1)根据历史考古资料,追踪了仿生学思想在人类建筑活动方面的潜意识运用、现代空间结构的原始雏形和历史发展,以及的宗教、民俗、历史、文化对于建筑结构和形式的影响,
2)从形态、力学、材料、功能和施工(制造、安装)等方面,寻找仿生学在空间建筑结构领域应用的一般规律和实际例证,
3)对于空间结构仿生工程学的研究,在研究原则和方法中,引入了分形、拓扑、混沌和组合等现代数学的概念,提出了特征标度的概念和思想,
4)展望、预测了仿生工程学在空间结构领域的研究、应用和发展趋势,确定了近期空间结构领域内仿生研究的重点内容,等等.
第四篇生物工程学论文范例：去细胞化的肝脏支架在细胞移植中的应用研究
成功的器官移植是治疗终末期器官功能衰竭的终极手段,但对供体的需求远远大于现有的供体数量,特别是在亚洲国家,由于捐献制度和理念的不同,中国、日本及其他国家的器官移植因为供体数量而受到限制.许多患者在等待器官的过程中失去生命.因此急需发现新的组织工程学方法或者再生医学策略来支持发展生物人工肝、细胞移植以至于器官移植来临时替代器官的功能.而将细胞移植与生物工程结合起来可能能解决这一难题.本研究将着重探讨生物工程技术在肝脏前体细胞移植和胰岛细胞移植中的应用研究.
肝细胞移植是治疗肝脏各种疾病的非常具有吸引力的治疗手段.但距离临床应用治疗肝脏疾病还有一定的距离.肝细胞移植的临床应用因为难以获取好的供体以分离细胞而受到限制.近来的文章聚焦于可以分化为肝脏细胞的干细胞,以及肝脏的重新再细胞化策略来降低移植的细胞数量.暂时采取目前的免疫耐受方案可以克服宿主对异体移植细胞的免疫反应.近来已有研究发现对产后细胞的重新编程可以诱导多能干细胞,潜在的为病人提供了针对于患者的自体移植细胞来源.发现合适的干细胞来源可减少可移植细胞的数量.基于成年干细胞治疗严重慢性肝脏疾病的研究已经接近于临床,但是在胚胎肝脏前体细胞、胚胎干细胞以及诱导分化的多功能干细胞应用于人类前,关于安全性、有效性以及移植的位点还需要进一步研究.
胰岛细胞与肝脏细胞在胚胎时期具有同样的起源.胰岛细胞移植也是目前仅有的能根据血糖变化反馈调节正常的胰岛素分泌,以达到长期稳定控制血糖目的的治疗手段.胰岛移植由于其创伤小,可重复替代破坏的内源性胰岛.胰岛能通过多种方式进行预处理降低免疫排斥反应和增强移植物功能.此外,胰岛移植不会像胰腺整体移植那样存在血栓形成和移植胰胰腺炎等潜在的并发症.自从Edmonton方案实施后,胰岛移植取得了巨大的进步,但由于免疫排斥的存在,5年胰岛素不依赖率仍较低.另外由于胰岛移植的方式是通过门静脉系统将胰岛注入肝脏门静脉系统,有潜在的门静脉栓塞、影响受体肝功能等并发症的危险.因此,也需要寻找一个新的移植位点一方面与目前成熟的已经应用于临床的肝脏注入方式结合,另一方面减少和降低并发症.
细胞移植可以作为器官移植的备用选项,但大多数细胞的生长和增殖都需要特定的微环境和三维结构,组织工程学方法可以接近并达到这一条件.组织工程学方法的最终目标是重建组织或者器官,以此在生理上和功能上替代衰竭或受损的相应器官,发挥正常人体的器官功能.成功的组织器官工程学包括至少3个基本元素：一是组织特异性细胞,二是器官支架材料,三是要有适合组织形成的生长环境.目前在血管、膀胱以及气管等组织的工程化已经取得非常成功的进步.但是,对大器官如心脏、肺、肾脏以及肝脏等整个器官重建要求在移植后血液能迅速支持,这就需要重建或保持广泛的血管网络来运送营养物质和进行气体交换,使移植后的组织工程化的器官能得到营养供应和氧分支持.
多种细胞在体外培养中通过去分化或者上皮-间质转化在几天内失去它们的形态和功能.这样侧面证明了微环境对维持细胞功能起着非常重要的作用.细胞外基质不仅仅给组织细胞提供支架,也调节它们的粘附、迁移以及分化、增殖和细胞存活,并且影响不同细胞间的作用.肝脏去细胞化的研究使从整体器官通过表面活性剂灌注器官而获得组织特异性的细胞外基质成为可能.与传统的去细胞方法将薄层的细胞组织浸入到不同的液体中获得去细胞的组织不同,整体肝脏器官去细胞支架维持了整体的血管网络床.这些血管网络系统不仅为目标类型的细胞通过传统路径再植提供可能,也为再植的细胞提供了三维的生长环境,而薄层的去细胞化组织只能提供二维的生长空间.于是,我们假设去细胞的肝脏支架(decellularized liver matrix,DLM)可能为细胞移植提供一个较为理想的微环境和支架结构.
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因此,本课题基于以上理论依据,进行了如下研究：
第一部分去细胞化肝脏支架的获取
目的：通过对多种方法的尝试,使用灌注法对小鼠的肝脏进行灌注去细胞化,检测去细胞化的肝脏的形态、结构,分析去细胞化肝脏的DNA含量,为进一步讲去细胞化肝脏用于细胞培养及移植中提供重要的理论基础和重要信息.
方法：取成年BALB/c小鼠,在麻醉的状态下使用并优化门静脉灌注法的去细胞化程序,获取小鼠去细胞化的肝脏支架,对获取的肝脏支架进行HE染色和免疫组化染色,并将去细胞化的肝脏支架移植于裸鼠中,检测其血管生成情况.
结果：1、使用优化的灌注法可以在较短时间内获得满意的去细胞化结果；2、去细胞化的肝脏支架DNA含量极低,达到去细胞化的效果；3、去细胞化的肝脏染色未见明显细胞组分和细胞核成分；4、去细胞化的肝脏保留了原有的血管支架和胶原成分；5、在小鼠中去细胞化的肝脏移植到肾脏包膜下能观察到血管生成.
结论：通过优化的门静脉灌注法可以获得满意的肝脏支架,去细胞化肝脏可以作为良好的载体应用于体内及体外实验,为细胞培养提供三维结构,在体中可以加速血管生成,为待移植的细胞提供营养物质和氧分支持.
第二部分去细胞化肝脏支架在肝前体细胞移植中的应用研究
目的：获取肝脏前体细胞并鉴定,探讨去细胞化的肝脏支架是否能为肝脏前体细胞在体及体外生长、增殖提供组织相容性的三维生长环境.
方法：分离小鼠胚胎14.5天的肝脏,获取肝脏前体细胞,使用逆转录病毒感染肝脏前体细胞使其可逆性永生化后将永生化的肝脏前体细胞灌注于去细胞化的肝脏支架中,观察其在体外培养2周和体内肾脏包膜下2周的生长增殖情况,并对相关影响因素进行探讨.并探讨其机制.
结果：我们成功分离和构建了可逆的永生化的肝前体细胞株,该永生化的肝细胞株能在特定条件下向肝细胞分化,该细胞株在去细胞化的肝脏支架中能生长增殖,并诱导血管新生.同时该永生化的细胞株在体内及体外均未观察到潜在风险.在移植后2周,可观察到标记的种植于去细胞化的肝脏支架中的肝脏前体细胞在肾脏包膜下迅速增殖；免疫组化染色提示这些细胞具有肝细胞的部分功能,并观察到血管新生.EGF可以加强再植的永生化的肝脏前体细胞的增殖和分化.
结论：使用逆转录病毒感染可以使肝脏前体细胞得到可逆性的安全的永生化状态,为肝脏细胞的大量获取提供了来源,去细胞化的肝脏支架可以为肝脏前体细胞提供赖以生长的三维环境和营养物质、氧分支持,EGF能促进肝脏前体细胞在肝脏支架中的分化和增殖,肝脏前体细胞作为细胞成分而肝脏支架作为理想的支撑材料能应用于肝脏细胞移植.
第三部分去细胞化肝脏支架在胰岛移植中的应用研究
目的：获取胰岛细胞并测定其功能,探讨胰岛细胞在去细胞化的肝脏支架中的在体生长情况.
方法：使用胶原蛋白酶消化法以及非连续性梯度分离法获得成年小鼠的胰腺,纯化胰岛细胞,在体外检测胰岛细胞的功能后,将胰岛细胞灌注于去细胞化的肝脏支架中,观察其在肾脏包膜下的生长增殖情况.
结果：使用胶原蛋白酶消化法可以获得大量的胰岛,大约为150-200个胰岛/小鼠.使用非连续性梯度分离法可以获得纯化的胰岛,这些胰岛在体外具有分泌胰岛素的功能.将胰岛细胞、种植于去细胞化肝脏中的胰岛细胞移植于糖尿病小鼠中,发现胰岛在去细胞化肝脏支架中能存活并发挥同普通胰岛肾脏包膜下移植同样的功能.
结论：使用胶原蛋白酶消化法可以有效获得小鼠胰岛细胞,去细胞化的肝脏支架可以为胰岛细胞提供赖以生长的三维环境和营养物质、氧分支持,能作为理想的支撑材料应用胰岛细胞移植.
第五篇生物工程学论文范文格式：生物医学工程发展史与方法论研究
20世纪初生物学领域机体论与还原论之争,促成了一般系统论的诞生.尽管会遇到各种困难,但这的确是促进科学统一的一次科学革命.科学发展过程中,在承认机械还原论优点的同时,更需要一个比之更完善的方法论指导.系统论思想强调低层次的事物和高层次的事物都需要关注,系统局部的变化会引起其它局部和整体的反应,具体到生命系统而言,就是要既关心化学层次或分子层次上的事物,又关心较高的生命组织层次上的事物.生物医学工程学是促进生命健康的工程学科,无论是学科基础理论的发展,还是工程技术的研发,都需要从整体的角度和动态的角度研究人体系统的变化规律,尤其是针对局部问题的解决方案,需要综合考虑与生命系统整体的切合性.本文根据系统哲学原理对生物医学工程发展史与方法论进行了探讨.主要包括以下四部分内容:一、生物医学工程发展史概述.生物医学工程学的快速发展始于20世纪50年代,“生命”和“工程”是生物医学工程的两个核心要素.这里的生命,包括生命个体的健康和生命群体的延续,而这也一直是其使命之源.工程则包括个体生命的健康问题工程和群体生命的公平公正工程.相伴医学的发展,通过解决生命系统健康问题成就健康的个体生命,通过促进诊断治疗的简便化和低成本化,成就健康的群体生命.本文根据系统哲学的事物发展演化的基本规律重新审视生物医学工程学的概念和特点,并在分析生物医学工程学发展概况的基础上,发现了解决特殊问题和局部问题时遇到的困境,而这些很多已被证实是由于对系统整体涌现产生的新特性和功能认识的缺失所致.二、科学技术发展演化的系统哲学方法论探讨.基于多种视角,人类在审视自己的同时,不断尝试着解读大自然.人们不断发现或创造事物之间的多种*,试图追问自然.而我们在扫描这些解读自然和追问自然的过程、方式、内容和结果时,亦在试着描述系统的物质、能量和信息的交换及其方式,并极力探索其要素、结构和功能的变化.本文试图从事物发展所遵循的系统哲学的差异协同律、层次转化律和整体优化律角度,对科学技术这一复杂系统演化的实质、动力、形式、过程进行探讨.多元性、差异性、相关性、整体性是这个复杂系统的特点,差异是促成这个系统的发展动力,协同则在差异基础上成就了系统的整个发展历程,自组织涌现表达了系统发展演化的形式,层级转化和整体优化则表达了科学技术系统的发展过程.三、人体组织器官的协同优化及自组织行为分析.开放性、多元性、层次性、相关性、动态性、整体性充分表达了人体系统的特点,协同优化和自组织行为是其典型的系统行为.本文对骨骼结构和功能的认识历程进行了简单梳理,并进行了骨的协同优化及其自组织行为分析,提出开放与非平衡是骨力学自组织行为的前提条件,差异信息是骨力学自组织行为的源动力.骨的功能适应性原理充分证实了骨的协同优化及自组织行为.四、生物医学工程发展史研究的方法论探讨.生物医学问题诉求,研究过程的实践介入,研究方法的实证性表达了生物医学工程发展史研究的实证性原则,问题生成的生态环境,交叉学科的整体关照,影响因子的综合考量表达了生物医学工程发展史研究的整体性原则,研究基础的历史性积淀,研究过程的历史性考察,研究体系的历史性结合表达了生物医学工程发展史研究的历史性原则,尊重生命的历史轨迹,聚焦人体系统的历史轨迹,人与外界的作用轨迹表达了生物医学工程发展史研究的生命适切性原则,传统分析方法的不足使其隐匿,系统分析方法以全新的活力面对生命系统,系统分析方法本就是表达系统自组织演化方式的一种方法.本文把人体视为一个复杂的巨系统,研究其运行中会产生诸多只因系统整体的存在而涌现出的新的特性、结构和功能,这些新生事物是系统各部分不能产生的,也是系统各部分简单叠加后不能产生的,只有在各部分因某种需要和某些联系形成“牵一发而动全身”的有机整体方可产生.必须在系统论指导下审视人体生命系统的特性、结构和功能,并运用强调整体和动态的系统方法论,指导生物医学工程研究(这也是生物医学工程学学科本身性质使然),进而回答生命个体或群体的健康问题.
主要论述了生物工程学论文范文相关参考文献文献.
生物工程学引用文献:
[1] 优秀生物工程学论文选题 生物工程学论文题目哪个好
[2] 生物工程学外文文献 哪里有生物工程学参考文献
[3] 生物工程学论文大纲格式模板 生物工程学论文提纲怎样写
