微尺度水平骨小管流动电位的研究

骨在外力作用下变形使得骨内微空间中的骨液发生流动进而产生流动电位，这种电位可能是影响骨重建的因素之一。为了研究骨小管周围的流动电位，尤其是骨小管上的骨陷窝（骨细胞所处的位置）处的电环境，此项申请提出在微尺度水平对骨小管的流动电位进行研究。.拟改造原有的骨试样流动电位的测试装置，使之适用于骨小管尺度的流动电位测量。测量在动态载荷作用下不同的骨小管厚度（包括是否含有骨陷窝）的流动电位的变化。结合数值模拟的方法，分析骨小管内双电层电位的变化。根据实验和数值模拟结果力争建立骨小管周围流动电位分布的模型。本项目不仅为微尺度水平骨的研究提供新方法，最终也对临床医学治疗有指导意义。

研究骨的力电性目的是探索骨生长与电信号的关系，以便在临床骨科上寻求加速骨愈合的方法。.从两方面研究骨的力电性，一是实验测量和分析湿骨的流动电位和压电性；二是实验测量干骨的力电性质的逆效应。.为了确定在哈佛氏管或骨小管等微管中流动电位的差别，研究测量了骨试样在不同加载速率下缓冲液流经哈佛氏管和骨小管时的流动电位。实验发现骨小管产生的流动电位要大于哈佛氏管所产生的电位，缓冲液流经骨小管所产生的流动电位占总量的58%-65.2%。.之后，为了实现湿骨压电电压的实验测量，研制了一套测试装置，并通过实验证实了该方法的可靠性。实验测量在不同加载速率下湿骨压电电压的变化曲线，结果发现随着加载速率越高，湿骨内压电电位峰值变化越大。对湿骨压电曲线进行拟合分析，结果发现湿骨在加卸载和载荷保持阶段压电电压均呈扩展的指数规律变化，且湿骨压电电压的松弛时间常数比干骨大的多。.为了研究干骨的逆力电性质，我们利用DIC技术测量了干骨在电场中的弯曲变形。结果发现试样的挠度与电场方向没有关系，与所加电场电压或电场强度平方成正比，表现为电致伸缩效应。