生物力学在骨重建与医用机器人中的应用研究 -讲座

生物力学在骨重建与医用机器人中的应用研究 -讲座

大连理工大学-学术活动
主 讲 人 张西正
活动地点 研教楼305
开始时间 2019-11-01 10:00:00

活动简介:
生物力学是研究生命科学的重要手段之一,在生物体的进化过程中起着重要作用。人体在疲劳与过载情况下,宇航员在微重力环境下,舰载飞行员在高G条件下,以及潜水员在深海高压等力学环境对骨骼有着重要的影响。骨是维持人体生命的重要器官,也是人体承担力学载荷的主要结构。骨重建与再生是成熟骨组织的一种重要替换机制,在外力骨折、疲劳、过载、超重、失重、高原低压与深海高压等极端力学环境下导致的骨骼疾病治疗、康复,以及预防骨在力学环境下损伤积累的过程中,骨重建与再生可以保持骨组织的生物力学特性稳定,对维持骨组织的强度和生理功能等具有重要意义。在生理状态下,骨处于最佳力学环境中,骨吸收和骨形成之间是一种动态平衡,骨组织处于静止期;当骨的力学环境变化时,动态平衡随之改变,骨的组织、细胞也发生相应的变化,通过骨吸收和骨形成,最终在新的基础上达到新的平衡。因此,当外界力学环境改变后,人体骨组织的骨重建过程会发生很大的变化,会对骨组织的生物力学特性和生理功能产生很大的影响。所以开展骨重建的生物力学研究,对于人类健康、体育竞技、涉及国计民生的重大项目与工程有着重要的现实意义。医用机器人中的伤员换乘机器人和外骨骼助力机器人对于提高伤员换乘的安全性,以及伤员的康复,减轻医务人员的劳动强度有很大的帮助。通过生物力学方法分析了换床机器人在伤员换乘过程中避免人体继发损伤的力学原理,研发了一款可由于伤员换乘的机器人。同时开展了外骨骼助力机器人的研究,在分析人行走步态的生物力学基础上,开发了液压驱动的外骨骼助力机器人样机,对于医用机器人的研究有一定的参考价值。

主讲人介绍:
张西正,军事科学院系统工程研究院卫勤保障技术研究所研究员,博士研究生导师,天津理工大学讲席教授。主要从事骨力学生物学,以及生物力学在组织工程、战创伤救治、医用机器人与医疗卫生装备中的应用研究。先后承担或参加国家自然科学基金重点项目和面上项目、863项目、科技部国家科技重大专项与973课题、全军医药卫生科研“十二五、十三五”重大专项和重点项目、军事医学专项、军事医学科学院创新基金重大项目、天津市自然科学重点基金项目、天津市重大支撑计划项目,以及总后司令部指令性课题等30多项。在国内外SCI、EI与核心期刊发表论文140余篇,主编“骨与关节生物力学”专著1部,获得国家发明、实用新型专利15项。曾获总后勤部优秀教师、天津市优秀科技工作者。兼任中国医工整合联盟副理事长、天津市生物医学工程学会副理事长、生物力学专业委员会委员、中国医药生物技术协会3D打印分会常务委员,《生物医学工程与临床》副主编、《军事医学》、《生物医学工程学杂志》、《医疗卫生装备》、《医用生物力学》、《中国修复与重建杂志》、《国际生物医学工程》等杂志编委。北京航空航天大学生物力学与力学生物学教育部重点实验室学术委员会委员、重庆大学生物流变科学与技术教育部重点实验室学术委员会委员、天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室学术委员会委员、科技部“十三五”重大研发计划专家组专家、国防科工局“十三五”基础科研领域专家、中国医学装备协会专家、天津市医疗器械评审专家。

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