加速牙齿移动背后的生物学原理外文文献翻译、中英文翻译

1、 附录 1：外文翻译加速牙齿移动背后的生物学原理由于周围骨和软组织的重塑，正畸牙齿移动是可能的。没有显著的生物学现象，事实上，实践中，运输的概念将是不可能的。然而，正畸装置不是故意建立激活或抑制特定的重塑途径和特定的细胞。相反，它们是建立产生机械力系统，产生所需的牙齿和颚的运动需要建立一个理想的咬合的反应的细胞因子。这引出了一个问题，我们应该设计矫正装置，以目标特定的重塑途径，将牙齿和颌骨成一个理想的咬合速度更快？牙齿移动的生物学是不是新领域，我们现在设计的新型设备和治疗优化骨骼靶细胞反应，牙科生产控制，安全加速牙齿移动，治理反应的靶细胞，我们可以发展加快牙齿移动速度的两种不同的方法：直接刺激

2、靶细胞通过人工、物理或化学手段来增加他们的数量和活动，或间接刺激人体来招募和激活更多的靶细胞。在任一研究方案，确定目标细胞，了解他们是如何激活是至关重要的。治疗骨质疏松症的振动运动 一个理论模型M Aleyaasin 和 J J 哈里根 *工程学校: 阿伯丁大学、 英国阿伯丁大学国王学院这份手稿于 2008 年 4 月 18 日接获，并在 2008 年 6 月 13 日发布修订后接纳。DOI: 10.1243/09544119JEIM439文摘 骨科康复的骨质疏松症肌肉振动运动是探讨不等式理论上运用的应变诱导骨 重塑 沃尔夫的理论。有限振幅振动传递到通过肌肉骨的改造方程对应于一个慢时变的非线性

3、动态系统。这慢时变的系统被受振荡与应用振动频率累加的快变系数 Riccatti 方程。平均技术用来确定有效的力量传送到骨。分析结果预测，为了获得骨加固的频率和振幅的振动都应不超过规定的水平。此外，低频率振动不刺激骨足以导致重大改建。本文的理论模型证实关于振动运动及其对康复的临床建议。在数值示例中，该模型预测股骨与减少的骨量由于卧床休息会愈合的 com 完全由振动加速度的 2 g 应用 30 赫兹的频率，在 250 天内组成。关键词 骨改建、 理论力学、 肌肉震颤、 骨质疏松1 引言自 80 年代后期已被已知振动运动能有效地治疗低骨大规模或低骨矿物质密度，造成长期固定。临床与实验兔断骨 1 表明

4、振动的有益影响骨改建。此后，对 去卵巢大鼠群体生理实验揭示了那块骨头弥撒曲是由于应用振动增加引起的2。最近，振动肌肉练习是在人类患者身上试用在 56 天的水平卧床休息 3。结果表明，在 19 和 26 赫兹之间的频率振动并有效防止肌肉萎缩。治疗是临床上为人类修建议。通讯作者 工程学院、 物理科学学院、 阿伯丁大学、 弗雷泽贵族建筑、 国王学院，香港仔，AB24 3UE，英国。电子邮件 j.harrigan abdn.ac.uk作者所知，是没有生理或工程的模型来解释为治疗骨质疏松症 1-3 振动的改造作用。然而，自从 19 世纪 4 研究了静态力学负荷对骨改建的结果。沃尔夫的法律提出了同创伟业和

5、赫耶迪斯 4 作为考虑骨是一种自适应的弹性材料，可以由应用程序的小机械应变 5 改建 eng 适用模型。自适应弹性理论既然已被用来解释许多临床骨科康复技术;例如，Firoozbakhsh 和 Aleyaasin6 前解释的演变在全髋关节置换术后股骨上的不均匀性。此处显示，自适应弹性理论 和 平均振动传递 的组合，通过工程的模型可以出让来解释为什么振动可以用于治疗骨质疏松症。最初，模型出现在 com 复杂的形式，即慢时变Riccatti 方程与快速时变系数。振动周期 (10 20 ms) 是所需的振动周期和列入改造方程的系数。缓慢的时间刻度是改造方程的时间常数，是在 1-2 个月的范围。采用平均

6、技术 7，大大简化初始模型。这种做法合理的快速比对缓慢的时间尺度 (通常情况下，461026)。这使振荡方程系数的改造以近似和交换的常系数。此后，常系数简单的非线性 Ric caatti 方程描述了改造方程。通过使用物理的平均技术，应用于肌肉的鳍-ite 振幅振动是 con 激越到恒定的力传送到骨头。这传播的力产生骨，导致改建和加固低密度区域在骨中的小机械应变。它是表明肌肉 8 和对骨的传播的力刚度和阻尼参数频率特性。这种依赖性被更新中建立的模型预测的频率和骨质疏松症的治疗是有效的振动加速度。2 沃尔夫的规律的数学模型根据沃尔夫 9，长期机械应变可以激活成骨细胞，从而造成内部骨改建。工程模型来

7、描述这一过程 4，5 的推导开始与小变形应变，北而南的一般定义ui(t) 是小位移分量，ui，j(t) 导数关于 xj，和 eij(t) 是应变张量。骨的体积分数列入平衡方程在方程 (2) f 0 是骨材料的参考体积分数和取值是添加到要给总体积分数的引 用附加体积分数 b我是身体的力量，而 c 是 s 密度。 ij (t) 是导致骨中的应变，线性相关的自适应弹性张量 c 应变的应力场张 ijkm(e) 为骨根据材料请注意，在方程 (3)，由应力引起的应变将减少的体积分数增大。换句话说，孔隙度会造成骨的弱化。当骨被劳损时，成骨细胞导致重构的骨作为 Riccatti 方程表示的体积分数 e(t)

8、的变化率在哪里 B ij (e) 和资料重构矩阵和重构功能，分别是 a(e)。联立 1 到 4 都是可以用来表达一种自适应的弹性材料体内骨等的一般表达式。3 振动引起的骨重塑各种类型的可能发生在骨的身体力通常被假设可以忽略不计 4，5 所以，方程(2) 被简化为简单的单轴加载的股骨，例如，组件的应变张量的简化到其中 n 是泊松比和 E 是杨氏冒顿 lu 骨材料和 k(e) 是孔隙度校正功能。它已经证明临床扭转加载，即产生的剪切应力和应变，不会引起骨重塑 6，9。因此，改造矩阵为非零只为直接的菌株，其中可以表示使用克罗内克符号 dij 作为振动运动对治疗骨质疏松症结果表明在文献 5 的改造功能描

9、述的二阶多项式 在这里 Ci是系数。代入方程 (4) 方程 8 到 10 定义中二阶非线性 Riccatti 方程的体积分数的变化率若要获取取值的解析解，方程 (11) 是改写以标准形式(12) 的特征方程是其中有两个不同的根 e 1 e 2 给定的时间常数可以依据这些两根定义并给出了由使用的初始条件，e 5e 0 在 t 50，方程 (12) 中给出了肌肉，像任何其他软的弹性材料，可以接收振动，并作为一种媒介，将振动传输到他们的支持，即骨。最近，它被证明可以考虑肌肉，如大规模，春天，和阻尼器系统 8 与刚度和阻尼值实验强烈取决于应用振动的频率。目前，支配肌肉的非线性行为接触面的机制还不完全清

10、楚。然而，在本研究中，兴趣是在应用肌肉振动文正的恒定振幅和频率。因此，在每个卡易线性分析是足以确定跨日期到骨力。质量、 弹簧和阻尼器肌肉模型如图 1 所示。骨被假定为肌肉系统的基础。如果一个振动器提供对肌肉系统的正弦力 F sin(vt)，对钼的方程是其中 m 是肌肉的有效质量，c(v) 是阻尼系数，检测是弹簧的刚度。位移和速度的振动的系统反应是 传送到春天通过肌肉的力量是传输到肌肉通过阻尼器的力是因此，总的传播的力是图 1 质量、 弹簧和阻尼器模型的肌肉和骨骼系统这产生应力骨被这种力量是 A m 是骨的横截面。替换成方程 (11) (24) 方程给出了振荡系数取值，额外的体积分数，可以由 R

11、iccatti 方程。由于振动产生应变，有效 （阻性） 应变方程 (11) 中使用。这是类似于阻性值用于交流电气元件中电流和电压。4 数值算例考虑，可以为具有恒定的截面积是理想化的股骨 m 在其长度 l。由于骨质疏松症和长期的固定化方法，股骨已随轴向的坐标 x 的初始体积分数这样初始额外的体积分数是振动加速度幅值的 2 g 适用于根据股骨周围肌肉因此为 30 赫兹 (v 5 60 p rad/s) 励磁频率、 位移幅值在文献 6 作为 C 给出了方程 (10) 中系数的值 0 5 1.5610 28 s 21 C 1 521.5610 27 s 21，和 C 2 5 2.5610 27 s 2

12、1是方程 (10) 的最小根 (e2) 0 50.1267。此外，从文献 6，参考体积分数 j0 5 0.7 和 B 5 22.561025 s21方程 (11) 中。骨的杨氏模量 E 5 18.4 GPa，泊松比是 n 5 0.302 3-6，并参考 6 作为给出孔隙度校正函数 k(e) （方程 6 到 8）从文献 8，v 5 60 p rad/s 的肌肉材料的动态属性是从方程 (22) 的有效传播的力是 F te 5 198.5 N.此后，com 截肢的重塑历史从方程 (16) 是简单明了。图 2 中的情节说明了如何附加骨分数随沿骨和时间这两个位置。每个线在此图中的显示更多的骨分数作为一个

13、功能的地位，与每个线绘制为一个不同的即时在时间。 图 2 中沿骨的附加体积分数的变化。每条曲线的绘制不同的时间段。（股骨的素描是取自图随着时间的增加情节移动从左到右与两个初始值 e 0 和最终值 ef 显示在图表上。时间常数是 T 5135 天和最后的曲线，在图 2 中显示初始的 inhomo 性已经消失在 ef 为时间 t 52 t。无论在截面的初始体积分数，最后附加体积分数价值 ef 在所有截面方法相同的值。5 讨论在成熟骨组织是不断通过替换了吸收和形成。骨 remodell ing 是由各种生物化学和机械因素控制的。这里使用的方程不要试图涉及所有可能的机制 incor 和的骨重塑在细胞水

14、平与骨密度的变化，因为这些关系不充分的认识。进一步的并发症出现时考虑增长或不成熟骨作为骨质量随时间而没有振动锻炼。因此，骨模型方程很可能要更复杂，但有病目前定义。分析本报告所述数学更领域的应变诱导骨改建的重点。数值例如这里，考虑初始骨质量是最低骨两端。已运行了其他情况下，来表明，改建不受如何体积分数变化沿骨的长度的选择。加速度幅值和频率选取的数值算例均符合那些动物 1，2 和 3 名男性志愿者的测试中使用。不审议了骨质疏松的老年患者的能力，以应付振动行使政权。这是故意的不作为。有几个可以用于指导不同组患者能承受的振动水平的数据。此外，必须考虑系数和常数在示例中使用的所有数值一样非常近似和需要标定模型的数据不可用目前。这里提供的数值例子，只是为了说明使用振动运动治疗骨质疏松症的概念。很多工作是必需的可以提