简介:摘要脊柱仿生治疗是应用仿生学理念,通过各种现代技术、材料和设备模仿脊柱的自然解剖结构和生理功能,从而治疗脊柱疾病。为最大程度修复或保留脊柱解剖结构及功能,脊柱仿生治疗尝试采用可动性脊柱内植物,在一定程度上保留脊柱活动功能,减轻邻近节段退变,降低内固定断裂的发生率,提高远期疗效;其次,借助三维打印技术,制作个性化假体,填补形态复杂缺损的脊柱结构,还可制作生物支架及带有抗肿瘤药物的功能性假体,既能实现脊柱解剖仿生和功能仿生,且可作为抗肿瘤药物疗效的倍增器;再次,在脊柱矫形支具的设计和制造方面,通过计算机辅助设计与制造技术,使脊柱矫形支具更为舒适、矫形效果更好且更符合人体工程学特点。虽然如何将仿生学理念及相关技术运用到脊柱外科诊疗当中,目前尚无定论,亦无相关诊疗指南,但可预见的是,随着医疗技术的不断发展,脊柱仿生治疗的内容将会逐渐丰富和完善,成为脊柱外科疾病诊治过程中攻坚克难的有力武器。
简介:摘要:本研究基于生物仿生学的观念,探讨了建筑结构在形态优化、材料选择与设计以及动力响应分析等方面的应用。首先,通过研究自然界中的结构形态优化案例,提出了一种基于生物仿生学的建筑结构形态优化策略,结合数值模拟和优化算法进行实现。其次,研究了生物材料在建筑结构中的应用,探讨了生物材料的特性与优势,并提出了基于生物仿生学的新型材料设计原理与方法。最后,结合生物动力学原理,分析了建筑结构的动力响应特性,并探索了基于生物仿生学的建筑结构动力响应优化策略。
简介:摘要:本文综述了机械设计中的仿生学与生物启发设计的研究进展,并探讨了其在机械工程领域中的应用。首先介绍了仿生学和生物启发设计的基本概念和原理,接着从不同层面探讨了仿生学在机械设计中的应用,包括结构形态、运动机制、材料应用等方面。然后详细介绍了生物启发设计的方法和技术,包括生物形态建模、生物力学模拟等。最后,展望了未来机械设计中仿生学和生物启发设计的发展趋势和挑战。