什么是生物力学 生物力学能做什么

时间:2016-10-17 来源:网络 作者:佚名 收藏到我的收藏夹
简介:生物力学的起源 生物力学是应用力学原理和方法对生物体中的力学问题定量研究的生物物理学分支。其研究范围从生物整体到系统、器官(包括血液、体液、脏器、骨骼等),从鸟飞、鱼游、鞭毛和纤毛运

近些年教育生物力学中的传统学术方面在西欧国家得到了进一步的发展,在这一领域里所进行的现代科学研究的主要方向首先决定于使用现代科研方法的可能性。如稳定性描记法、张力动力描记法、肌电描记法、声音描记法、综合肌力测定法、视频信息计算机处理法、数学模拟法等等,这些方法在西欧流派的研究中广为使用。

我国生物力学发展状况

上世纪70年代末, 在现代生物力学的创始人冯元桢先生的大力推动和热情关怀下, 生物力学作为一门新兴的交叉学科在我国起步。上世纪 80 年代以来, 我国一批力学、 物理学、 医学以及生物学工作者加入到生物力学研究行列中, 建立了我国的生物力学基地和研究团队。研究工作主要有:

(1) 生物流变学:主要涉及胆道 ( 肝脏 ) 流变学、血液流变学、细胞流变学以及活血化淤的流变学效应等;

(2) 心血管生物力学与血液动力学: 主要涉及心脏力学、心瓣力学与人工心瓣、血管力学特性、血流分析与模拟、脉搏波传播以及临床心血管工程等;

(3) 骨关节生物力学:主要涉及颅脑损伤力学、骨折愈合力学、人工关节、颞颌骨、关节力学、口腔正畸力学等。此外,还包括了呼吸力学、软组织力学、药代动力学等方面的研究。这些工作的开展、积累和成果为我国生物力学学科的发展做出了重要贡献。

生物力学发展困境

生物力学是一种新的交叉学科,发展新的科学领域,有一定的困难。困难的地方,主要在各系有各系的传统,传统一般是抗拒外来因素的侵入的。力学对医学方面有很大的帮助。如对人工呼吸器,人工心肺,人工心瓣,血液循环理论,脉波理论,渗透理论,扩散理论等,对内科,外科,都有直接的应用。

可是有很长一段时期,医学界就是把力学拒之于门外。美国卫生署分配研究经费,直到近年才不再歧视工程工作者。300年前,Hooke就认识了细胞,伽利略就发明了钟摆而用以测脉速,数学家笛卡尔研讨了眼球和视觉,Boreli用力学分析了骨路,肌肉和运动。但生物界,医学界却只造了一个新名词来概括它,叫Iatrophysics(医学物理学)。然后一笔抹杀地说,这门学科对医学的进步,没有什么影响。

从这样的漠视,到目前的接受,是经过力学工作者长时期努力而得到的。他们必须学习生理,病理,医学等方面的知识,并对这些专业本身,能够道人所不能道,见人所未能见,有所发明,有所贡献。这样力学工作者的工作才能被接受,被吸收。所以跨系学科的发展,需要一个酝酿时期。

生物力学对中国发展的影响

中国在生物力学方面有两个特殊课题可能是特别重要的。

第一是开发西半个中国的力学。我国地大物博,可是人口集中在东半部。怎样吸引人去西部开发,一方面是政治问题、经济问题,一方面也是技术问题。

假使太阳能能够广泛使用,家家户户有空调,冬暖夏凉;假使生物繁育能够改进,新鲜的菜蔬水果供应无缺;假使飞机、飞船、汽车、雪车等交通工具又方便又价廉,进出随意;假使在冰川冻土,沙漠山地上耕种的办法想出来了;……我想人们就愿意去西部,西部也就开发起来了,这是科技界的大课题,生物力学应在这方面做出大贡献。

第二是健康的力学。一方面我国老龄化速度不断加快,另一方面由于环境污染、食品安全等问题,使得中国人面临太多的健康问题。生命科学、生物工程将是未来发展的一个重要方向。而生物力学能够量化医学上的很多指标,能够对疾病机理的解释和治疗提供独特而重要的途径。

我国生物力学发展的建议

当前,医学一方面不断向微观领域深入,从分子水平探索疾病发生和防治规律;另一方面不断向宏观扩展,从生物医学模式向生物-心理-社会医学模式转变,从治疗模式向预防保健、 群体和主动参与模式转变。

要将生物医学基础研究的精细定量化与力学的模型数学化有机结合,体现学科交叉和综合,深化生物力学学科前沿-力学生物学研究的内涵。强调生物力学研究在解决关键科学问题,明确力学因素在疾病发生发展中作用的同时,致力于发展相关的新技术方法,紧密联系临床防治提出具有生物力学特色的新思路。

(1) 大力提倡工程学科与医学之间的紧密结合,促进工程师与医学家.生理学家之间的联系,对联系紧密的研究组,应在资金上给予鼓励;

(2) 由于生物力学的研究不完全同于大多数技术科学,它研究的周期较长,不容易在短期内就可直接为生产服务,它的效益主要是社会效益,考虑到这一特点,应妥善处理好投资与效益之间的关系;

(3) 进一步扩大我国生物力学界与国际生物力学界之间的学术交流,这种交流的不断扩大和深入将会大大缩小我国在这一新兴边缘学科的研究水平与世界先进水平间的差距。

本文根据百度文库“谁主沉浮xxx”于2014年11月5日分享的《生物力学的发展前景》一文编辑而成,原文未标注原始出处和作者,封面图片来源于百度。

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