为阐明钛表面改性对未成熟树突状细胞（immature dendritic cells，imDCs）免疫功能的调控，在钛表面构建不同晶相纳米形貌，探究imDCs对钛表面不同晶相纳米形貌的力学生物学响应。

通过阳极氧化和煅烧的方法在钛表面构建不同晶相的纳米形貌；将imDCs培养于不同晶相纳米形貌的钛基底上后，通过荧光染色观察不同晶相纳米形貌上imDCs细胞骨架F-actin、黏附及形态的变化；采用实时荧光定量PCR检测黏附分子的表达量；利用活细胞实时成像观察imDCs的迁移行为；通过荧光偏振法检测imDCs的膜流动性。

经阳极氧化和煅烧在钛表面获得了不同晶相纳米形貌，分别为非晶相、锐钛矿和金红石。不同晶相纳米形貌上imDCs的细胞骨架发生重塑，锐钛矿晶相上细胞的铺展面积相对较小，为（353.3±148.5）μm²；黏附的细胞数量最多，为（587±132）个，黏附分子CD11a、integrinβ2、ICAM1、VCAM1的表达量也增加；细胞迁移能力较强，累积迁移距离为（383.6±177.7）μm，欧式迁移距离为（51.82±50.13）μm；膜流动性相对较弱，荧光偏振度为0.348 5±0.041 8。

imDCs能对钛表面不同晶相纳米形貌产生响应，表现出不同的生物力学行为。研究结果为设计具有免疫调控功能的钛生物材料提供理论依据。

针对传统物理信息神经网络（physics-informed neural network，PINN）在处理血流边界条件约束时的局限性，提出一种基于硬边界约束物理信息神经网络（hard boundary-constrained physics-informed neural network，HBC-PINN）的改进方法，实现对狭窄动脉血管内血液流场的精确预测。

首先建立理想化狭窄血管几何模型并进行计算流体动力学模拟以获得验证数据集。根据硬约束方法设计合适的边界相关试函数以将流动边界条件嵌入网络输出中，从而构建采用硬边界约束方法的HBC-PINN模型预测狭窄血流的速度场和压力场。同时还构建了采用软约束方法的原始PINN模型作为对比，通过评估两种模型在验证数据集上的准确性，验证不使用任何标记数据训练下HBC-PINN模型模拟血流动力学的能力。

确定了HBC-PINN方法在狭窄血流动力学参数预测任务中的有效性。两种不同狭窄情况下HBC-PINN预测的流向速度和压力的相对L₂误差均低于0.5%，相比原始PINN模型精度提升了48.8%以上，垂向速度的预测精度同样提升了超过35.4%。

在PINN建模过程中实施边界条件硬约束可以有效提高对血流动力学参数的预测精度和模型求解效率。

探讨视力障碍（vision impairment，VI）对偏瘫患者步态的影响，评估其行走能力和跌倒风险，并为制定有效的康复策略提供依据。

纳入30例偏瘫患者，依据视力受损程度分为视力未受损组、轻度视力障碍组和严重视力障碍组。使用Qualisys动作捕捉系统和Kistler三维测力台收集患者未经屈光矫正条件下的步态数据，同时对患者平衡能力进行评估。而后对步态和评估数据进行统计分析，以比较组间差异。

与视力未受损组相比，轻度视力障碍组、严重视力障碍组偏瘫患者的步长、对称性、步速间均存在显著差异。随着VI加重，患者步态异常更为明显，步态周期中双脚支撑相、患肢摆动相占比更长，患肢单支撑相占比更短。与视力未受损组相比，轻度视力障碍组、严重视力障碍组偏瘫患者足底压力（center of pressure，COP）、COP对称性间存在显著性差异，步态异常加剧；伯格平衡量表（Berg balance scale，BBS）评分显示，视力未受损组与严重视力障碍组间存在显著性差异，提示视力受损组平衡能力更差。

VI对偏瘫患者步态和行走能力产生了显著的负面影响。本研究强调在偏瘫患者康复中应重点关注VI的影响，定期进行视力评估及个性化干预，这对于提升患者步行质量具有重大意义。

调查健康青年在不同跨越障碍策略下的人体动态平衡能力，为防跌倒训练和公共设施设计提供理论依据。

20名健康青年使用F-scan足底压力分析鞋垫进行实验。受试者被要求针对3种不同高度与宽度组合的障碍物，以优势足为先行足，非优势足为跟随足，分别采用横跨和纵跨两种方法进行跨越，并采集足底压力数据。

不同跨越策略对先行足COP_ML调整速度、95%置信圆面积、ML振幅和AP振幅产生显著影响（P<0.05）。不同跨越策略对跟随足COP_ML调整速度、95%置信圆面积、最大摆动和最小摆动的差异产生显著影响（P<0.05）。先行足在横跨和纵跨时，在不同高度和宽度下平衡参数值差异有统计学意义（P<0.05），平衡参数值会随高度增高而变大，也会随宽度加宽而变大。跟随足在纵跨时，在不同高度下平衡参数值差异有统计学意义，平衡参数值会随高度增高而变大，但在横跨时平衡参数值差异没有统计学意义（P>0.05）。

健康青年在纵向跨越障碍物时，先行足的平衡能力优于横向跨越，与优势足的运动习惯和日常活动模式相符。而非先行足在横向跨越时表现出更稳定的足底压力分布，可能与更大的触地面积和更均匀的重心分布有关。

研究脂双层流动性对β1整合素-CD40L相互作用及所介导的癌细胞接触面形成的调节机制。

通过调节含有N-二硫代乙酰胺修饰的二油酰基甘油酰胺（DGS-NTA）含量，制备具不同流动性支撑脂双层膜。膜的功能化通过在膜上锚定具荧光标记的CD40L来实现。通过共聚焦显微成像与荧光恢复后光漂白实验，观察PC9细胞与功能化脂双层间的接触面形成，利用Zhu-Golan散点图提取黏附分子二维动力学数据。

DGS-NTA含量与扩散系数呈负相关，膜的高流动性促进CD40L在接触面内聚集，扩大接触面积。对应于具有高、中、低流动性的3种脂双层而言，β1整合素-CD40L复合物的二维解离常数（2D K_d）分别约为13、31、65 molecules/μm²。

高脂双层膜流动性促进游离CD40L分子扩散并聚集到细胞接触面内，导致β1整合素-CD40L相互作用及其介导的细胞接触面稳定性增强。

探究卵巢癌患者体内腹腔积液在肝脏和膈肌腹膜内壁之间空腔内流动的流场特性以及对肝脏和膈肌腹膜变形的影响。

使用COMSOL中的双向流固耦合分析不同入口速度和黏度函数下腹腔积液与肝脏和膈肌腹膜之间的相互作用。

通过对比模拟结果与CT扫描图的轮廓线，二者位移误差小于5%，证明了模拟的准确性。腹腔积液入口速度从0.1 m/s增至0.15 m/s，膈肌腹膜凸出变形量增加193.3 μm，凹陷变形量减小304.1 μm，同时入口速度增大使得变形区壁面附近黏度增大，提高了癌细胞转移种植的概率。黏度函数主体区域黏度越高，膈肌腹膜凸出变形越大；尾部线性拟合值越大，凹陷变形越小。右叶出口附近凹陷变形区的黏度远大于其他区域，癌细胞更容易在该区域转移。

本研究揭示腹腔积液流动与固体变形之间的关系，预测不同条件下癌细胞易转移种植的部位，为研究流场内癌细胞的运动提供理论基础。

利用全连接神经网络（fully convolutional neural network，FCNN）实现无创精准预测平均动脉压（mean arterial pressure，MAP）。

采用符合国际计量标准的高精度血压数据采集系统，结合“金标准”听诊法同步获取患者的血压脉搏波形数据；通过高斯拟合处理脉搏波形数据后得到真实MAP，基于此过程构建可溯源的数据集。采用FCNN对上述数据集进行处理，提出了一种新的MAP预测模型，并比较FCNN、线性回归和经验公式3种方法预测MAP的效果。

FCNN、线性回归和经验公式预测MAP的均方误差分别为19.76、21.40、30.97，决定系数分别为0.90、0.89、0.84。

以收缩压、舒张压、年龄和臂围作为输入参数，通过FCNN预测MAP可有效降低经验公式的系统误差，为血流动力学边界条件的精确获取提供支持，进一步完善现有无创血压测量的计量溯源体系。

从骨小梁生物力学的角度探讨股骨颈骨折内固定术后复位质量对股骨头力学性能的影响。

从接受髋关节置换术的股骨颈骨折患者中获得26枚股骨头并进行组织切片。将主压力骨小梁中轴定义为0°组，以主压力骨小梁在股骨距的交点作为中心，通过转动标本模拟不同的复位角度，将切割后的股骨头切片标本随机分为-10°、-5°、0°、5°、10°五组，分别代表不同复位质量的股骨头。对标本进行单次压缩载荷试验和疲劳载荷试验，设定载荷70~1 400 N，频率1 Hz，循环次数10 000次，测量轴向刚度、位移、塌陷循环次数，比较股骨头标本在不同复位质量的生物力学性能。

不同分组股骨头标本的轴向刚度、位移、塌陷循环次数存在差异。在800 N载荷下，0°组轴向刚度显著大于±10°组（P<0.05）。0°组轴向刚度大于±5°组（P>0.05）。±5°组轴向刚度大于±10°组。0°组位移低于±5°组、±10°组，但0°组和±5°组位移差异无统计学意义（P>0.05），0°组和±10°组位移差异有统计学意义（P<0.05）。±5°组和±10°组位移差异有统计学意义（P<0.05）。0°组塌陷循环次数显著高于±10°组（P<0.05）。0°组塌陷循环次数高于±5°组，但差异无统计学意义（P>0.05）。±5°组塌陷循环次数显著高于±10°组（P<0.05）。

股骨颈骨折内固定术后复位质量对股骨头的生物力学性能有显著影响。研究结果为优化股骨颈骨折的治疗方案和术后管理提供了科学依据，有助于改善患者的临床预后和生活质量。

分析关节软骨分层结构逆力-电效应及其影响因素。

将软骨样品根据其生理厚度分为3层（上层、中层、下层分别约为0.4、1.0、0.6 mm），通过无接触外加电场的测试方法分析各影响因素对关节软骨逆向力-电效应的影响。

在电场间距减小、含水率升高、离体时间减少的情况下，正常分层软骨在无接触电场中所产生的位移分别增大约18、10、15 μm；在模拟关节炎的缺损情况下，随缺损深度增加和缺损半径增大，整个关节软骨的偏转挠度减小约7 μm。

3层软骨的逆力-电效应不同，在含水率90%、电场间距7mm、离体12 h后表现为偏转挠度中层最大。