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生物力学工程省重点实验室
一 实验室基本情况
       四川大学生物力学学科创建于1979年,是我国最早建立的少数几个生物力学学科点之一。1980年开始招收硕士研究生,1986年首批获得生物力学博士学位授予权。1992 年成为四川省首批省级重点学科,1995年被批准为四川省首批省级重点实验室。同时本实验室还是“生物医学工程”国家重点学科、博士点和博士后流动站的主要组成单位,也是目前全国生物力学专业委员会和四川省生物医学工程学会的挂靠单位。在老一代生物力学专家康振黄教授、陈君楷教授,中青年学术带头人和樊瑜波教授的带领下,经过二十多年的发展,本学科已成为在国内具有一定特色和较高水平的生物力学研究和高层次人才培养的骨干单位。

二 主要研究方向

1 生物力学工程
骨、软组织力学
细胞力学
心血管血流动力学
口腔生物力学
法医生物力学
2 生物系统建模与仿真
3 生物医学信息与仪器
4 生物医学图象
5 人工器官与组织工程
6 康复工程
三  现有装备情况

生物力学工程实验室现有实验用房320m2(使用面积),仪器设备169台(套),总值250万元。主要设备包括:

仪器名称
型号
技术指标及性能
套数
三维激光扫描仪
LSH800
精度0.01mm,范围
200mm*200mm*300mm
1
服务器
Xeon
超微X6DVL/3G/120G/17
3
生物材料力学特性实验
AG-20KNISDMS
提供1kN,5kN,20kN的拉伸、压缩,应变精度0.001mm
1
超低温冰箱
MDF-792
可到-86℃
1
酶标仪
Model 680
准确度0.3%
1
压力标校器
FLUKE
精度0.07KPa,范围+/-200KP
1
高速离心机
21R
转速8000转/分钟
1
数字信号开发系统
ADDS-2911X-TOOLKIT
可开发AD公司的SHARK、21××、Blackfin系列
1
MIMICS软件
MIMICS
物体三维重建
1
荧光倒置显微镜
IX70-142型
提供40、100、200倍下的荧光观察
1
计算机
各种型号
30
万能工具铣床
X8126
可加工程序700*270
1


       另还包括精密稳压电源、中型车床、双踪示波器、电子交流稳压器、数字电压表、微机、血红蛋白仪、超级恒温器、测氧仪、二氧化碳仪、酸度计、台钻、恒流泵、分析天平、CO2培养箱、手提式消毒器、电子天平、电热蒸镏水器、超净工作台、电磁流量计、水浴恒温振荡器、离心机、数字多用表、信号发生器、粘度计、稳压电源、高性能蠕动泵、生物液氮容器、电动移液器、UPS电源、超级恒温水槽、有限元分析软件(Fluent)等设备。
四 现有人员情况

       实验室专、兼职人员共10人,其中包括博导3人,教授5人,副教授3人,讲师1人,高级工程师1人。具有博士学位的教师6人。60岁以上教师2人,60-45岁教师3人,45岁以下5人。
另外实验室与国际国内展开了广泛、深入的合作,聘请的校外客座人员包括:
1  冯元桢 教授、名誉博士(Prof. Yuan-Cheng B. Fung  美国加州大学生物工程系 Department of Bioengineering, University of California, U.S.A)
2  毛昭宪 教授、名誉教授(Prof. V. C. Mow 美国哥伦比亚大学整形外科系整形外科研究室Orthopaedic Research Laboratory, Department of Orthopaedic Surgery, Columbia University, U.S.A.)
3  胡流源 教授 Prof. Savio Lau-Yuen Woo美国匹兹堡大学整形外科系肌骨研究中心 Musculoskeletal Research Center,Department of Orthopaedic Surgery,University of Pittsburgh,U. S. A
4  Prof. Robert M. Nerem 美国佐治亚理工学院 Georgia Institute of Technology, USA
5  Prof. Ajit P. Yoganathan 美国佐治亚理工学院 Georgia Institute of Technology, USA
6  Prof. Robert Guidoin 加拿大Laval 大学 实验外科实验室 Laboratory of Experimental Surgery, Laval University, Canada
7  Prof. Y.Missirllis 希腊Patras大学 University of Patras, Greece
8  麦福达教授  Prof. Arthur F. T. Mak 香港理工大学赛马会复康科技中心 Jockey Club Rehabilitation Engineering Centre,The Hong Kong Polytechnic University
9  朱承教授 Prof. Cheng Zhu 美国佐治亚理工学院 机械工程学院 School of Mechanical Engineering,Georgia Institute of Technology,USA
10 李宗明博士 Dr. Zong-Ming Li 美国匹兹堡大学整形外科系肌骨研究中心 Musculoskeletal Research Center,Department of Orthopaedic Surgery,University of Pittsburgh, USA
11 张明博士 Dr. Ming Zhang 香港理工大学赛马会复康科技中心 Jockey Club Rehabilitation Engineering Centre,The Hong Kong Polytechnic University
12 陶祖莱教授 中国科学院力学研究所
13 姜宗来教授 上海交通大学医学院
14 孙家驹教授 西北建筑科技大学土木工程学院
15 席葆树教授 北京清华大学力学系
五  实验室承担的教学、科研情况
       目前,生物力学工程实验室主要承担工程力学、生物医学工程本科专业课程教学,近20门课程。还承担生物医学工程本科专业的专业实验,包括生物流体力学检测实验平台、生物力学计算平台。

       本实验室的重点在生物医学工程专业综合能力的培养,在平台实验课程中,学生在弄清基本原理的基础上,自己拟定实验方案、编写程序。使学生将相课程的知识综合应用于实验中,同时体会在实际科研工作中所用方法、手段,激发学生的创新思维和热情。
生物力学工程实验室在科研项目申报方面取得了较为显著的成绩,近年来承担项目包括:


1   教育部《跨世纪优秀人才培养计划》基金,2001-2003 负责人:樊瑜波教授
2   国家自然科学基金项目,在多功能矫形力作用下髁突软骨的细胞生物力学行   为研究(NO.39870231), 1999-2001 负责人:樊瑜波教授
3   国家自然科学基金重点项目“应力—生长关系及其应用”子课题:“应力对血管平滑肌细胞生长的影响”,1998-2001负责人:樊瑜波教授
4   国际合作项目(香港理工大学IGARD),假肢接受腔设计判断和病人档案管理  系统,2000-2001负责人:樊瑜波教授
5   国家自然科学基金项目,脉动流环境中白细胞与内皮细胞粘附形为研究,1997-1999负责人:樊瑜波教授
6   教育部高校骨干教师计划,牙周组织改建的多层次生物力学研究, 2000–2002负责人:樊瑜波教授
7   人体表损伤的法医学鉴定软件研制,吉林省科委项目 负责人:樊瑜波教授
8   流场、浓度场变化影响动脉内膜增生的计算及实验研究(NO.19972043),2000-2002 负责人:陈君楷教授
9   国家教委博士点基金项目,颞下颌关节改建的生物力学研究(NO98061011), 1999-2000 负责人:陈君楷教授
10  国家自然科学基金项目, 以膜肺为基础的脑复苏机制的研究, 1997–1999 负责人:裴觉民教授
11  国家海洋863高科技项目“海水工业化养殖水净化关键技术”子项目:海产养殖中的膜式增氧机, 1998–2000 负责人:裴觉民教授
12  国家自然科学基金项目,植入式人工肺在下腔静脉中的气体传递及血液流动研究, 1995–1997 负责人:谭小苹教授
13  国家自然科学基金项目,应力水平与骨生长关系的细胞层次研究,2001-2004 负责人:陈孟诗 教授
14  国家自然科学基金项目(小额),功能矫形下大鼠翼外肌细胞细胞骨架力学响应机制研究(NO.10202016) 2003.1-2003.12 负责人:宋锦璘 博士后(已出站)
15  国家自然科学基金重点项目“血管重建的生物力学”子项目(No.10132020),2002-2005 负责人:樊瑜波教授
16  国家自然科学基金项目,基于心内超声成像的心脏电-机械活动时空相关性研究,2004-2006 负责人:李德玉教授
17  国家自然科学基金项目,动脉旁路移植的血流动力学实验和数值研究,2004-2006 负责人:蒋文涛 副教授
18  国家自然科学基金项目,基于体素的牙种植体及周围骨的多尺度有限元研究,2004-2006 负责人:蒲放博士
19  四川省青年科技基金,小腿残端与假肢接受腔相互作用的生物力学研究,2003-2005 负责人:樊瑜波教授
20  应力及流动环境下软骨组织工程实验系统研制,香港理工大学委托项目,2002-2003 负责人:樊瑜波教授
六  实验室成立以来的主要成绩与获奖情况
实验室获得的教学、科研奖励包括:

1  跨学科高层次生物力学专业人才培养模式的探索与实践,四川省优秀教学成果二等奖,1996年
2  力学课程系列的改革与实践,四川省优秀教学成果二等奖,2000年
3  人体体表损伤的法医学鉴定软件开发及应用,吉林省科技进步三等奖,2000年
4  基于超声组织多普勒成像的窦房结评价系统,四川省科技进步一等奖,2001年
七 历届实验室主任情况
1    陈君楷,男,教授博导,实验室成立-92年任主任

       陈君楷教授是我校生物力学学科的开拓者之一。也是我校生物力学工程省级重点学科、省重点实验室的主要学科带头人、四川省学术技术带头人。学术造诣深,在全国生物力学学科有较大的知名度。曾任国务院学位委生物医学工程学科组成员,全国生物力学专业委员会副主任委员,现任中国生物医学工程学会理事,四川省生物医学工程学会理事长,生物力学工程省重点实验室学术委员会主任,《生物医学工程杂志》顾问编委等。研究领域包括心血管血流动力学、血液循环系统仿真、人工心瓣研究等。迄今承担包括国家自然科学基金、国家科技攻关项目、教育部博士点基金等科研项目10余项,在国内外权威核心期刊发表学术论文70余篇。

2   袁支润,男,教授博导,92年-01年任主任

       1965年毕业于成都电工程学院计算机系。历任项目、分系统主管、研究室主任 、省高校生物力学重点学科和重点实验室主任,中国计算机学会、中国力学学会、中国生物医学工程学会生物力学专业委员会理事。曾获国家科技进步特等奖、国家教委科技进步二等奖、四川省高校教学成果二等奖和政府特殊津贴。1984年前在国防部电子技术研究院,主要从事车载、靶场大型计算机和导弹、卫星无线电测控系统及战机时分多路串行传输总线等大型装备研制。1984年进入川大,师从康振黄教授、陈君楷教授,从事人工心辩、医学信号、图像基础研究和生物系统模拟、生物及力学模拟系统自适应控制、人工心瓣动力学参数检测方法、技术和装置应用研究及组建生物医学工程硕士点、生物力学重点实验室。同时为研究生讲授生物医学工程前沿、生物医学工程导论、生物医学传感器及检测技术、生物医学信号处理、现代计算机技术等专业课。其间完成了国家自然科学基金三项、主研两项、高教部博士学科点专项基金三项、国家“六五”二项、“七五”、“八五” 项目 各一项、四川省科委三项、四川省计委和国际合作研究各一项、横向企、事业四项,授权中国发明专利二项,实施一项。培养生物力学工学博士2名、生物医学工程工学博士5名,工学硕士14名,核心类期刊发表论文40余篇、专著一部。
3   樊瑜波,男,教授博导,01年-05年

       樊瑜波主要从事生物力学研究,为生物力学工程省重点实验室主任。现任世界生物力学理事会理事,全国生物力学专业委员会主任,中国力学学会理事,四川生物医学工程学会副理事长兼秘书长,四川力学学会副理事长。教育部跨世纪优秀人才计划、四川杰出青年学科带头人培养计划和教育部骨干教师计划,2001年获香港Croucher大陆青年访问学者奖励基金。1998年获中国宝钢优秀教师奖,2000年获吉林省科技进步三等奖,2003年获教育部科技进步二等奖,2004年获四川省教学成果二等奖。研究方向:生物力学、生物医学工程。迄今发表论文100余篇,承担各级科研项目20余项,获奖8项。

八 实验室发展规划

       集中力量开展跨学科、多层次的生物力学前沿性重要领域的研究,积极从事生物力学、医学工程应用、开发性研究,在近中期,取得一系列重要的标志性成果:
(1)    保持并稳固在血液循环系统建模与仿真,特别是在血液循环体外模拟实验系统研究方面的国际先进水平,对心脑血管病发病机理、动脉粥样硬化形成原因从生物力学角度提出有说服力的证据。
(2)    完成细胞力学系列实验系统的研制,为细胞力学、细胞及组织工程提供先进的实验平台,并将其产业化。
(3)    研发新型组织工程细胞培养装置、在支架材料降解与细胞生长的动力学研究、组织工程器官(如骨、血管、肌腱、肌肉、皮肤等)与周围组织的相互作用问题研究方面取得原创性成果。初步形成组织工程生物力学依据和框架。
(4)    研发假肢设计、骨科矫形以及口腔正畸、修复、种植体医学领域的生物力学工程软件(CAO软件等)。
(5)    人工器官领域的生物力学重要问题,如心瓣、假肢、人工肺等的生物力学研究。
(6)    在多层次口腔生物力学研究方面,将建立更为逼近实际的“TMJ- 下颌骨”三维有限元模型,建立具显著创新性的正常人胚髁突软骨细胞体外培养和力学刺激—细胞培养系统,首次在此领域开展在仔细设计的定量化控制应力环境下培养细胞以研究不同应力与髁突软骨细胞生长、改建的定量关系。在骨质疏松的生物力学研究方面,提出骨质疏松治疗的物理疗法的依据和具体方案以及仪器设备的研制。
联系人:
实验室副主任:
蒋文涛 85405140,66198893


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