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《生物软组织力学性质的理论研究》篇一一、引言生物软组织在人体内发挥着至关重要的作用，如维持身体结构、调节生理功能以及吸收冲击等。
由于其特殊的组织结构与力学性质，理解并研究其力学性质对于医学、生物工程和材料科学等领域具有重要意义。
本文旨在探讨生物软组织力学性质的理论研究，为相关领域的研究提供理论支持。
二、生物软组织的结构特点生物软组织主要由细胞、细胞外基质（ECM）和纤维网络组成。
其中，细胞和ECM的分布、排列和相互作用决定了软组织的力学性质。
纤维网络主要由胶原蛋白等组成，为软组织提供了支撑和强度。
三、生物软组织的力学性质生物软组织的力学性质主要包括弹性、粘性、塑性等。
这些性质决定了软组织在受到外力作用时的响应和变形行为。
其中，弹性是生物软组织最重要的力学性质之一，反映了软组织的恢复能力。
四、生物软组织力学性质的理论研究4.1 模型建立针对生物软组织的力学性质，建立合理的数学模型对于理解其力学行为具有重要意义。
基于弹性理论、粘弹性理论和塑性理论等，可以建立相应的数学模型来描述生物软组织的力学行为。
此外，通过引入微观结构参数和材料参数，可以更准确地描述生物软组织的力学性质。
4.2 实验验证为了验证理论模型的准确性，需要进行相关实验研究。
例如，通过单轴拉伸实验和多轴压缩实验等手段，可以获得生物软组织的应力-应变曲线和弹性模量等参数。
将这些实验结果与理论模型进行对比分析，可以验证理论模型的正确性和可靠性。
4.3 影响因素分析生物软组织的力学性质受到多种因素的影响，如年龄、性别、生理状态等。
通过理论分析和实验研究，可以探讨这些因素对生物软组织力学性质的影响规律和机制。
此外，还可以研究不同疾病状态下生物软组织力学性质的变化情况，为疾病诊断和治疗提供理论依据。
五、结论与展望本文对生物软组织力学性质的理论研究进行了探讨，包括模型建立、实验验证和影响因素分析等方面。
通过建立合理的数学模型和进行相关实验研究，可以更准确地描述生物软组织的力学性质和影响因素。
《生物软组织力学性质的理论研究》篇一一、引言生物软组织，作为一种复杂而重要的组织结构，具有独特的力学性质，在人体中起着支撑、保护和调节等重要作用。
研究生物软组织的力学性质，对于理解其在生物体内的功能、疾病的产生与发展，以及为医疗健康和生物工程提供理论基础具有重要的意义。
本文将重点探讨生物软组织的力学性质的理论研究。
二、生物软组织的结构与组成生物软组织主要由细胞、细胞外基质（ECM）和水分组成。
其中，细胞是构成软组织的主体，而细胞外基质则是一种由蛋白质和多糖等组成的复杂网络结构，为细胞提供支撑和保护。
此外，水分在软组织中占据重要地位，对软组织的力学性质产生重要影响。
三、生物软组织的力学性质生物软组织的力学性质主要包括弹性、粘性、塑性等。
这些性质是由其内部结构和组成决定的。
例如，软组织的弹性主要来源于细胞外基质的弹性成分，如胶原蛋白和弹性蛋白。
而软组织的粘性则主要与水分和细胞内的粘性物质有关。
此外，软组织的塑性则与其在受力过程中发生的结构变化有关。
四、生物软组织力学性质的理论研究针对生物软组织的力学性质，学者们进行了大量的理论研究。
首先，通过建立数学模型和仿真实验，可以更好地理解软组织的力学行为。
例如，利用有限元法可以模拟软组织的应力分布和变形过程。
其次，通过研究软组织的微观结构与力学性质的关系，可以揭示其力学性质的内在机制。
此外，利用实验手段对软组织进行力学测试，如拉伸、压缩等实验，可以获取其力学参数，为理论研究提供依据。
五、研究进展与展望近年来，随着科技的发展，生物软组织力学性质的理论研究取得了显著的进展。
一方面，通过先进的实验手段和设备，可以更准确地获取软组织的力学参数和性能。
另一方面，随着计算机技术的进步，更为精确的数学模型和仿真方法得以建立和应用。
然而，仍有许多问题亟待解决。
例如，如何将软组织的微观结构和力学性质进行有效关联，以更好地理解其宏观的力学行为；如何利用理论研究成果为医疗健康和生物工程提供实际的应用等。
牙周膜生物力学参数的研究进展
刘东旭;董作英;王春玲;寇波
【期刊名称】《国际口腔医学杂志》
【年(卷),期】2007(34)2
【摘要】牙周膜具有支持牙齿、传导和分散(牙合)力的重要力学功能.准确认识牙周膜的弹性模量可以分析牙周组织的应力与应变关系,完善矫治系统.本文就近年来具有代表性的研究牙周膜弹性模量的各种方法作一综述.
【总页数】3页(P146-148)
【作者】刘东旭;董作英;王春玲;寇波
【作者单位】山东大学口腔医院正畸科,山东,济南,250012;山东大学口腔医院正畸科,山东,济南,250012;山东大学口腔医院正畸科,山东,济南,250012;山东大学口腔医院正畸科,山东,济南,250012
【正文语种】中文
【中图分类】R783.5
【相关文献】
1.体外培养环境影响牙周膜干细胞生物学特性的研究进展 [J], 贾凌璐;文勇;徐欣
2.牙周膜生物力学性质的试验研究进展 [J], 傅肄芃;严斌
3.供体因素对牙周膜干细胞生物学特性影响的研究进展 [J], 贾凌璐;文勇;徐欣
4.牙周膜干细胞的生物学特性及其作为种子细胞在牙周组织工程中应用的研究进展[J], 殷丽华;刘琪;余占海;秦子顺
5.Hippo信号通路调节牙周膜干细胞生物学行为的研究进展 [J], 王钰静;王惠宁
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牙周膜干细胞膜片构建的生物性牙根生物学活性研究唐雪鹏;李适廷;王崇;管付岩【期刊名称】《中国现代医学杂志》【年(卷),期】2016(026)022【摘要】Objective To co-culture the identified human periodontal ligament stem cell membranes (hPDLSC) respectively with pretreated dentin matrix (TDM) and hydroxyapatite /tricalcium (HA-TCP) , and evaluate the effects of different scaffolds on stem cell differentiation. Methods Monolayer periodontal ligament stem cell membrane was incubated with two different scaffold materials for 1 week, and implanted into osteoporosis rats. Using scanning electron microscopy and histological section, the microsture changes were dynamically observed. Results A lot of mineral deposition and fibrous tissue were formed in the dentin matrix (TDM) group and there was some irregular fibrous tissue regeneration in the HA-TCP group without obvious mineral material generation. Conclusions hPDLSC/TDM composite is more suitable for the stem cells to fully develope their own biological characteristics. It can be more suitable for hPDLSC to differentiate into periodontium in suitable microenvironment.%目的：将经过鉴定的人牙周膜干细胞（hPDLSC）膜片分别与支架材料预处理牙本质片（TDM）和羟基磷灰石/磷酸三钙（HA- TCP）进行体外共培养，评价不同支架对干细胞分化的影响。
人牙周膜细胞早期力学响应单细胞水平的动态研究的开题报告一、研究背景及意义牙周病是一种常见的口腔疾病，严重影响患者的口腔健康和生活质量。
其中，牙周膜在疾病的发生和发展中起着重要作用，是保持牙齿生物学性能不受破坏的重要组织。
因此，研究牙周膜细胞力学响应，对于预防和治疗牙周病具有重要意义。
目前，研究人牙周膜细胞力学响应主要采用单点测试法或者牵引力测量法。
但是，这些方法都存在一定的不足，例如单点测试法只能获得单一时间点的信息；牵引力测量法虽然能够获得力学响应特性，但是其复杂的操作流程限制了其在生物医学研究中的广泛应用。
因此，本研究采用微流体技术，结合单细胞力学测试技术，探究人牙周膜细胞早期力学响应的动态变化规律。
二、研究思路和方法本研究基于微流体芯片，通过控制细胞的形态与大小实现对单个人牙周膜细胞力学响应的测量，获得其早期生物学行为的力学表征。
具体研究思路和方法如下：1. 构建微流控芯片：采用软微影技术在PDMS材料上制作微流控芯片。
芯片包括通道、装样及测量腔室和冲洗通道。
2. 细胞培养和加样：人牙周膜细胞进行预处理和转染后，通过微流控芯片加入到通道中，让单个细胞沉积在固定的测量区域。
3. 力学测试：利用原子力显微镜技术，对细胞的生长和力学响应进行实时跟踪测量，获得细胞的形变和刚度等参数信息。
4. 数据分析：对实验数据进行分析，展示出细胞在生长和力学响应中不同时间点的变化规律。
三、预期研究结果及意义本研究预期获得人牙周膜细胞早期生物学行为力学特性的变化规律，并通过数据分析和统计，探究其在牙周病的发生和发展中的作用和机制。
同时，该研究方法不仅适用于人牙周膜细胞的力学测试，也可拓展应用于其他生物细胞的研究，为生物力学领域的进一步研究提供了有益的技术手段。
牙周膜的生物力学性能
吕晶晶;米丛波
【期刊名称】《国际口腔医学杂志》
【年(卷),期】2014(41)3
【摘要】口腔正畸学的生理机制之一就是牙周膜(PDL)回应正畸力量使牙齿运动,PDL的生物力学性能会直接影响牙周组织的结构、功能和健康,与正畸矫治过程息息相关,但是有关正畸过程中PDL生物力学方面的国内研究较少,故本文对牙周膜生物力学性能的研究进展作一综述.
【总页数】3页(P362-364)
【作者】吕晶晶;米丛波
【作者单位】新疆医科大学第一附属医院口腔正畸科乌鲁木齐830054;新疆医科大学第一附属医院口腔正畸科乌鲁木齐830054
【正文语种】中文
【中图分类】R783.5
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1.牙齿动度与牙周膜生物力学性能关系的研究 [J], 施生根;张铭;袁井圻
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3.人牙周膜干细胞条件培养液对炎症组织来源牙周膜干细胞增殖及成骨分化的影响[J], 刘焱;高翔;赵晓霞;陈青宇;高俊武
4.人牙周膜干细胞条件培养液对炎症组织来源牙周膜干细胞增殖及成骨分化的影响
[J], 刘焱;高翔;赵晓霞;陈青宇;高俊武
5.人牙周膜细胞和牙周膜组织的初级纤毛观察 [J], 尹凤英;孙慧芳;王敏;张璠;程祥荣;夏海斌
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牙周膜干细胞的研究进展牙周组织工程是牙周病治疗研究的热点，牙周膜干细胞是其关键种子细胞之一。
本文就牙周组织工程的相关研究和牙周膜干细胞的来源、分离与培养、细胞表型、生物学特性、功能影响因素和分子调控进行综述，并对其面临的挑战和前景作一讨论。
标签：牙周组织工程；牙周膜干细胞；挑战；展望Research progress on periodontal ligament stem cellsDong Zhengmou1，2, Liu Luchuan1.（1. Dept. of Stomatology, Institute of Field Surgery, Daping Hospital, The Third Military Medical University, Chongqing 400042, China; 2. Dept. of Stomatology, People’s Hospital of Hongan, Huanggang 438400, China）[Abstract]The periodontal tissue engineering has been a striking research on the treatment of periodontal dis－ease, and the periodontal ligament stem cell is one of the key seed cells on the periodontal tissue engineering. In this study, a related research on periodontal tissue engineering, and the source, isolated and cultured, cell pheno－type, biological characteristics, influential factor of function, molecular regulation on the periodontal ligament stem cells would be reviewed, meanwhile the challenges and prospects on it would be discussed.[Key words]periodontal tissue engineering；periodontal ligament stem cell；challenge；prospect牙周病是人类口腔疾病中的常见病和多发病，常导致牙周支持组织破坏或缺损，严重影响人类的生理和心理健康。
口腔医学202()年4月第40卷第4期・313・:临床研究「•测试人牙周膜粘弹性力学特性的纳米压痕实验条件研究施昊天"，鹿如鑫3,刘鑫-刘懋"，黄辉祥』，吴斌5,严斌2［摘要］目的研究通过纳米压痕实验测试人牙周膜粘弹性性能的实验条件.方法预备人牙周膜样本，在保湿环境下使用平头压头对人牙周膜分别进行基于纳米压痕的蠕变实验和约化弹性模量测试。
根据控制变量法设置实验方案，测试不同实验条件对实验结果的影响「结果得到最佳实验参数范围：基于纳米压痕的蠕变实验的加载率为0.3-0.5mN/s;基于纳米压痕的约化弹性模量测试的保载时间为25s和峰值载荷为2-3mN。
并得到了人牙周膜的纳米压痕蠕变曲线和0.012~6.84() MPa的约化弹性模量范围。
结论验证了人牙周膜具有粘弹性性质,并提出了适用于人牙周膜纳米压痕实验的条件；［关键词］纳米压痕;粘弹性；牙周膜;生物力学［中图分类号］R783.5［文献标识码］A［文章编号］1003-9872(2020)04-0313-07［doi］10.13591/ki.kqyx.2020.04.006Study on the experimental conditions of nano-indentation test for investigating the viscoelastic properties of human periodontal ligamentSHI Haotian,LU Riixin,LIU Xin,LIU Mao,HUANG Huixiang,WU Bin,YA1\Bin.(Jiangsu Key Laboratory of Oral Diseases,Nanjing Medical University,Nanjing210029,China)Abstract:Objective To design experimental conditio n s via nano-indentation test,in order to investigate the viscoelastic properties of the human periodontal ligament(PDL).Methods After preparation of human PDL samples,the nano-indentation creep test and conventional reduced elastic modulus test were carried out by a flat punch in a moistful environment.The experimental scheme was set up according to the control variable method,and the influences of different experimental conditions on the experimental outcomes were analyzed.Results The optimum parameters were obtained as follows:the nano-indentation creep test demanded the loading rate as0.3 ~0.5mN/s；the holding lime of25s and peak load of2~3mN were suitable for the conventional nano-indentation test.The nano-in-dentation creep curve of human periodontal ligament and the reduced elastic modulus range of0.012〜6.840MPa were obtained.Conclusion The viscoelastic properties of human periodontal ligament are verified.The experimental conditions that are applicable to nano-indentation test for human periodontal ligament are proposed.Key words:nano-inlendation；viscoelastic；periodontal ligament；biomechanicsStomatology,2020,40(4)：313-318,333牙周膜(periodontal ligament,PDL)是牙齿和牙槽骨之间的重要连接组织，在正畸力作用下其介导牙槽骨的改建，影响牙齿的移动⑴。
第43卷第2期东南大学学报(自然科学版)V01．43 No．2 2013年3月J O U R N A L O F S O U T H E A S T UNIVE RS ITY(N at ur al Scie nce Edition) Mar．2013doi：10．3969／j．issn．1001—0505．2013．02．021基于超弹性模型的牙周膜生物力学响应黄辉祥1 汤文成1 吴斌2严斌3 (1东南大学机械工程学院，南京211189)(2南京林业大学机电工程学院，南京210037)(3南京医科大学口腔医学院，南京210029)摘要：牙周膜应力一应变关系表现为指数形式，为了更准确地研究牙周膜的生物力学响应，提出采用指数形式的超弹性应变能函数进行研究．基于连续介质力学理论推导出超弹性模型本构关系，使用人体牙周膜单轴拉伸实验数据并利用最小二乘法对超弹性模型进行参数拟合，同时进行拟合误差分析．结果显示较少参数的Mooney—Rivlin指数模型能更好地拟合实验数据．利用ABAQUS材料子程序UHYPER编制模型的接口程序，通过对拉伸实验情况的模拟计算，验证了开发的模型子程序的有效性．最后，比较分析了正畸力下的超弹性与线弹性牙周膜的生物力学响应．结果表明：应力和应变主要集中在牙周膜牙颈和根尖处，且超弹性牙周膜中部存在局部应力集中；Mooney．Rivlin指数模型能提高牙周膜瞬时弹性响应的预测精度．关键词：口腔正畸；超弹性模型；数值模拟；牙周膜；生物力学中图分类号：R318．01 文献标志码：A 文章编号：1001—0505(2013)02-0340-05Biomechanical resp onse for periodontal ligament based o n hyperelastic modelWu Bin2 Ya n Bi n3Hu a n g H ui x ia n91Ta n g Wenchen91(1 School of Mech a ni c al Engi ne er in g，S o ut he as t University，Nanjing 21 1 189，Chi na)(2School of Mech an i ca l and Electronic Engineering，Nanjing For e s t r y University，Nanjing 210037，China)(3 Sc h oo l of Stomatology，Nanjing Medical University，Nanjing 210029，China)Abstract：The mechanical behaviour of the p eri odo nt al ligament(PDL)is expre sse d as expo nent ialform．In order to more accurately investigate the mechanical response of the PDL．th e strain energyfunctions for hyperelastic models a r e introduc ed，th en the constitutive equations for hyperelastic mod—els are deduced based o n continuum mechanics．The experimental data of uniaxial ten si on from hu-man P D L is fitted to obtain the parameters of the mo de ls by means of the least square method．Ac—cording to the relative e r r o r s of the data fitting，the Mo one y-Riv li n expo nent ial m odel with less pa-ram ete rs is m ore appropria te for des cr ib ing the mechanical properties of the PDL．The material sub—routine U H Y P E R of finite elemen t softw are ABAQUS is devel oped t o simul ate the biomechanical re—sponses of the P D L under its ten si on experiment．The developed subrou ti ne is proved to be valid．Fi—nally，the subroutine is app li ed to simulate and com pa re the mechanic al responses of the hyperelastic and linear elastic P D L under the orth odon tic fo rce．The results sho w that the stress es and the strai nsare con cent rate d in the areas near the cervical p osit ion s a nd the root apex for the PDL．and the local stress concentrati ons app ear in the middle of the PDL．The Moo n e y—R i vl i n exponential model c a nimprove the pre di cti on acc ur acy of the ins tan tan eou s elastic res ponse of the PDL．Key words：orthodontic；hyperelastic model；numerical simulation；periodontal ligament；biome—chanics收稿日期：2012-09-15．作者简介：黄辉祥(1983一)，男，博士生；汤文成(联系人)，男，博士，教授，博士生导师，ta ngw c@Se a．edu．cn．基金项目：江苏省博士后科研基金资助项目(1 102046C)．引文格式：黄辉祥，汤文成，吴斌，等．基于超弹性模型的牙周膜生物力学响应[J]．东南大学学报：自然科学版，2013，43(2)：340—344[doi：10．3969／j．issn．1001—0505．2013．02．021]万方数据第2期黄辉祥，等：基于超弹性模型的牙周膜生物力学响应341牙周膜是连接牙齿与牙槽骨之间的纤维结蒂P 0 0]组织，其具有支持牙齿，传递、吸收和分散咬合力的c=F1F=l 0A一0作用，在口腔正畸及其生物力学研究中扮演着重要l o o A一·J的角色．正畸矫治中，正畸力通过牙齿作用在牙周组织上，进而直接或间接地作用在颌骨上，从而引11=A2+2A-1,丽011=J，丽012-Ill-c(3)起一系列的生物反应，致使牙槽骨发生改建，最终对于不可压缩的牙周膜，其超弹性应变能为使牙齿的位置发生变化，产生移动．牙周膜的应力、W(C)=W(C)，J=detF=1，因此C=C．Green应应变是正畸牙齿移动的始动因素，参与牙槽骨的重变E与C的关系如下：建过程¨引．由于牙周膜的复杂性及实验力学的局E=÷(c一，) (4)限性，当前对牙周膜的生物力学研究多采用有限元方法．要获得准确的有限元分析结果，合适的牙周第二Piola—Kirchhoff应力张量为膜材料本构模型是关键，牙周膜的生物力学响应可s=面OW=2警(5)以通过本构模型来进行预测，从而为牙齿动态仿真及正畸力量化奠定理论基础．以前的有限元分析中则不可压缩材料的Cauchy应力为牙周膜多采用线弹性本构模型L3刮，但是牙周膜表盯=一pl+2F》1(6) 现出明显的非线性，其生物力学特性也更适于用非线性本构模型来描述¨J，其本构关系曲线具有指式中，P为静水压力．数形式，当前研究局限于采用经典常规的超弹性模超弹性本构模型较多，目前得到广泛应用的主型来研究牙周膜的力学性能，低阶模型描述能力要有Mooney—Rivlin模型、Neo—Hookean模型、Yeoh差，高阶模型参数多且参数因牙周膜实验数据缺少模型和Ogden模型等[2]．对于生物软组织来说，其而不易确定，因此，用尽可能少的参数描述牙周膜应力一应变关系曲线表现为指数形式一]，即初始应材料的实际力学性能且无显著偏差的超弹性模型力随应变平缓变化，当应变达到一定程度时，应力是必要的．但利用指数形式的超弹性模型开展牙周随应变迅速增加，而Mooney—Rivlin模型、Neo—膜生物力学响应的研究鲜有报道．本文基于指数形Hookean模型及低阶Ogden模型等的指数性较差．式的超弹性模型，借助于有限元模型子程序对正畸为了能够更好地描述生物软组织的力学特性，一些力下牙周膜的生物力学响应进行了分析研究．学者在原有经典模型的基础上提出了指数形式的修正模型，主要有Mooney—Rivlin指数模型‘8【、Og—1超弹性本构模型den指数模型【7 o等．超弹性模型的本构关系可以用应变能的形式Mooney—Rivlin指数模型为表示‘6|：W=C，(exp(C2(，1—3))一1)+C3(厶一3)(7) W(C)=U(J)+W(C)(1) 式中，C。
牙周膜生物力学性质的试验研究进展傅肄芃;严斌【摘要】口腔正畸治疗中,牙齿的移动依赖于矫治力产生的牙周膜(Periodontal Ligament,PDL)反应,PDL的生物力学性质是正确理解正畸牙移动、牙周组织响应和制定正畸治疗计划的关键和基础.由于PDL组成成分多、牙根形态各异,对其生物力学性质的研究较为困难.该文拟对近年来研究PDL生物力学性质的各种试验方法做一综述.%Successful orthodontic tooth movement depends on favorable responses from the periodontal ligament(PDL)under orthodontic forces.Thus the biomechanical properties of the PDL are of great importance for understanding the mechanisms of orthodontic tooth movement and periodontal tissue response and making appropriate treatment plans.However,the complexity of the PDL components,together with large variations of root morphological characteristics,makes it a rather formidable challenge for studying the biomechanical properties of the PDL.Optimal experimental methods and properly designed parameters are often needed to establish a constitutive model for such studies.In this paper,the experimental methods that have been used to study the biomechanical properties of PDL were reviewed.【期刊名称】《口腔医学》【年(卷),期】2017(037)009【总页数】5页(P844-848)【关键词】牙周膜;生物力学;口腔正畸;本构模型【作者】傅肄芃;严斌【作者单位】南京医科大学口腔研究江苏省重点实验室,南京医科大学附属口腔医院正畸科,江苏南京 210029;南京医科大学口腔研究江苏省重点实验室,南京医科大学附属口腔医院正畸科,江苏南京 210029【正文语种】中文【中图分类】R783.5牙周膜，又称为牙周韧带(periodontal ligament，简称PDL)，最重要成分是由胶原蛋白构成的主纤维，此外还包括基质和血管、神经等成分。
牙周膜将牙根与支持的牙槽骨紧密连接在一起，同时分散咬合力至牙槽骨。
在口腔正畸学领域，牙移动的生物力学效应有关的经典假说主要有两个。
一是历史较久由Scandstedt、Oppeheim[1]和Schwarz[2]提出的的“压力-张力假说”，认为正畸牙齿的移动是由于一侧牙周膜被拉伸刺激骨形成，一侧被压缩从而骨吸收；另一个是Baumrind[3]提出的“牙槽骨连接”假说，即牙周膜受正畸力产生一系列应变反应，从而引起牙槽窝发生微小弯曲变形，这种变形决定了牙槽骨的改建，最终导致牙齿移动。
两种观点中，牙周膜组织的生物力学特性都是正确理解正畸牙移动、牙周组织响应和制定正畸治疗计划的关键和基础[4]，对设计合理的施力方式、预测治疗效果、缩短治疗周期具有非常重要的意义。
然而，由于人牙周膜平均厚度仅0.15～0.38 mm[5]，分离难度大，测量难度高，且牙根形态复杂，面积难以计算，开展此类实验研究具有较高的挑战性。
建立合适的PDL生物力学模型首先需要对PDL的生物力学参数(如应力-应变曲线、弹性模量等)进行研究。
探究生物材料力学性质的试验主要有拉伸试验、压缩试验和剪切试验。
而由于牙周膜结构的特殊性，亦有施力使整个牙移动的试验。
本文就近年来研究PDL生物力学性质的试验方法及结果做一综述。
拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法，通常研究软组织的生物力学性能[6]，最常采用的是拉伸试验。
牙周膜纤维在拉伸过程中经历了胶原纤维从卷曲状态被拉直、拉直的纤维被继续拉长直至断裂的过程。
通过拉伸试验，可以得到牙周膜在拉伸过程中的应力-应变曲线，如果拉伸至断裂[7]，还能得到牙周膜生物力学性质中的断裂强度。
1.1 拉断试验早期对于PDL生物力学特征的探索来自于日本学者Kaku等[8]，他以新鲜人类尸体标本为研究对象，将不同牙位的牙齿从牙槽窝中脱位，测量完全脱位时需要的力值，即获得PDL完全断裂所需的应力值。
使用类似方法，Chiba等[9]将实验对象扩展到实验动物上。
Yamada和Chiba的实验结果均显示使牙完全脱位所需的力与牙根周围PDL面积呈正相关。
1.2 单轴拉伸试验Atkinson和Ralph等[10]学者用人PDL标本进行了拉伸试验，在特征区域测得弹性模量为3.7 MPa。
Ralph认为，PDL本身是弧形的，影响计算结果。
为了解决这一问题，他又设计了一种实验，并由Mandel等[11]进行了改进：垂直于牙长轴方向制作水平切片试件，试件厚度为1 mm，包含了牙根、PDL和牙槽骨，测试仪器一端固定骨组织，一端固定牙根组织，力量沿牙根-PDL-牙槽骨方向均匀加载，即为单轴拉伸。
这种方法虽然可以获得较为准确的牙周膜面积以及应力应变的结果，但是试件制备难度大，且横断面较薄，横断面上下边缘的牙周膜易被部分破坏。
尽管如此，这种方法仍被后来被许多学者所沿用。
有学者[12]制作3岁龄猪恒牙牙周膜的横向切片，采用类似实验方法，发现加载试件到最终的形变，并保持其形变可导致牙周膜的应力降低，即出现应力松弛[13]，说明牙周膜具有时间依赖效应。
采用这种横断面切片的方法还可用于不同部位牙周膜的生物力学性质的研究。
Uhlir等[14]采用动态力学分析仪(TA Instruments, 英国)，对牛切牙牙周膜切片按照以所在牙齿横截面中的部位(颊舌侧、近远中)以及轴向在牙根中的位置(根尖区、根中区)分类进行单轴拉伸试验。
结果分析显示颊舌侧牙周膜刚度大于近远中牙周膜，根尖区牙周膜刚度大于根中区。
1.3 动态拉伸试验牙周膜的功能状态不是一个静止的过程。
如咀嚼中，牙周膜的受力是变化并有一定频率的，因此动态试验[15]更加贴近体内实际情况。
Oskui等[16]对牛下颌第一磨牙的牙周膜的横断面切片使用DMA测试仪(TTDMA, Triton Technology, 英国)，于0.01 到100 Hz的16种不同频率[17]下进行5次循环拉伸，通过对不同频率下储能模量和损耗模量的分析，结果表明牙周膜是一种粘超弹性材料[18]。
除了上述宏观拉伸试验，微观上，可以对牙周膜细胞进行生物力学性能的测试。
麻健丰等[19]采用细胞体外静态机械拉伸加力装置，对人牙周膜成纤维细胞加载不同的应变量，通过激光扫描共聚焦显微镜观察，发现静态拉伸可改变蛋白纤维的排列，对牙周膜成纤维细胞的骨架有所影响。
国外学者Papadopoulou等[20]也对牙周膜成纤维细胞做了研究，对比了循环应力与静态应力下细胞的机械形变。
压缩试验是测定材料在轴向静压力作用下力学性能的试验，以往主要是用于硬组织。
因为软组织，比如肌肉、韧带[21]、肌腱[22]、血管等，在功能状态下主要是拉伸状态，目前对于软组织压缩状态下的研究很少，而PDL与其他软组织不同，其功能状态也包括压缩状态[4]。
正畸牙移动过程中牙体受垂直牙体长轴的力作用，一侧牙周膜拉伸、一侧牙周膜被压缩；而在咀嚼运动中工作尖受力面对应的牙根区域，牙周膜通常也是受力被压缩的。
2.1 单轴压缩试验Mandel等[11]将前磨牙牙根横断面切片中的牙槽骨部分固定在实验仪器的基座上，加载探头对牙体组织施加垂直方向的压力，模拟牙齿被压入牙槽窝的过程，通过绘制应力-应变曲线和测量PDL的面积，计算出PDL的机械强度为(2.4～3.0)N/mm2，弹性模量为3 MPa。
朱智敏等[23]制作了人牙周膜压缩试件，截取了牙根的一部分，横向分别为牙根，牙周膜和牙槽骨，由牙根向牙槽骨方向加力，牙周膜压缩变形，通过实验数据拟合应力-应变曲线，计算出压缩弹性模量为(0.540 2±0.348 0)MPa。
2.2 动态压缩试验Bergomi等[24]将牛下颌第一磨牙试件置于生理盐水中，以0.1、0.5和1.0 Hz的频率做正谐波张力压缩试验，考虑牙周膜的重要组成成分之一液体基质的力学性质，提出牙周膜为一种可以自由流动的多孔固体基质，数值模拟建立其多孔超弹性模型。
2.3 纳米压痕试验纳米压痕是一种可精确测试软硬组织机械性能的工具，通过大小在10～100 μm的微小压头对材料表面加载，然后测出压痕区域的相关参数，传感器位移分辨率精确至1 nm，具有微创和适用于微观水平的研究的特点。
Ashrafi等[25]提出利用纳米压痕仪体外测试反映牙周膜生物力学性能的蠕变和应力松弛，并给出了实验数据处理方法。
选用Berkovich压头以0.5 mm/s的速率将牙周膜压缩至产生原有宽度10%的形变，以此时的应力保载1 000 s，测得了应力松弛、蠕变模量以及时间依赖的泊松比，推测牙周膜符合粘弹性本构模型。
国内学者黄辉祥[26]等使用纳米压痕仪(Nano Indenter TM600，MTS公司，美国)，分别选用Berkovich压头和球形压头对猪下颌第一磨牙牙周膜进行纳米压痕力学实验测试，分别以0.010和0.001 mN/s的速率加载至最大载荷1 mN后进行20 s保载，最终对牙周膜的刚度和弹性模量进行评价研究，得到牙周膜超弹性[27]模型的参数，并由20 s保载的时间-位移曲线获得蠕变参数，为本构模型的建立提供依据。
剪切试验是测定材料在剪切力作用下的抗力性能，也是研究材料机械性能的重要试验方法之一[28]。
剪切力是语言、咀嚼、牙齿移动中产生的主要应力之一[29]，目前对于生物软组织的剪切试验研究较少。
Toms等[30]将人第一前磨牙制作成包含牙齿、牙周膜和牙槽骨的12个横切片，使用万能试验机(MTS 858 Mini Bionix, MTS公司, 美国)进行剪切实验。
固定牙齿两侧的牙槽骨，牙齿部分置于可移动的平台上，对牙齿部分施力做压入方向移动，通过应力-应变曲线，计算剪切模量，得出准线性粘弹性(QLV)模型可准确表示牙周膜在峰值应力时模型的结论。
