由国家自然科学基金委员会数理科学部和中国力学学会/中国生物医学工程学会生物力学专业委员会主办，东南大学承办，上海交通大学协办的"第二届全国生物力学青年学者学术研讨会"于2016年5月13-15日在南京东南大学榴园宾馆召开.本次会议由东南大学生物科学与医学工程学院李志勇教授和上海交通大学生命科学技术学院齐颖新研究员担任会议共同主席.会议邀请了来自全国21个高校或科研院所的33位40岁(含)以下获得过自然科学基金资助、并在生物力学领域具有良好发展潜力的青年学者与会(其中包括6位"国家优秀青年基金"获得者和6位"青年千人")；会议同时也邀请了"第一届全国生物力学青年学者学术研讨会"的两位共同主席出席会议并主持讨论环节.

国家自然科学基金委员会数理学部力学科学处詹世革处长、力学科学处项目主任张攀峰和王建山、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副主任委员姜宗来教授等特邀嘉宾莅临会议.会议开幕式由李志勇教授主持.东南大学副校长吴刚教授首先致欢迎辞，感谢国家自然科学基金委数理科学部力学科学处对东南大学力学学科的支持，并强调了东南大学对生物力学学科的重视和支持.詹世革处长介绍了本次会议的背景、来源和宗旨，希望此次会议能够充分展示我国青年学者在生物力学领域的学术成就，促进国内生物力学青年学者的快速成长，推动青年学者在学术交流和人才培养等方面的实质性合作.姜宗来教授代表生物力学专委会感谢基金委对此次会议和生物力学学科发展的支持，并对青年学者的未来发展提出期望和寄语.

本次会议共安排了3个大会特邀报告.重庆大学杨力教授从宏观上展示了重庆大学生物力学的学科发展和人才梯队建设情况，并介绍了生物力学学科的未来发展方向和国际合作情况.东南大学唐达林教授做了"仿真流固耦合计算模型在心脏手术及手术方案优化中的应用"的报告，介绍了他紧密围绕临床问题，同临床医生密切合作，基于医学影像开展的心脏流固耦合模型研究以及模型在临床心脏手术方案优化中的应用.北京理工大学季葆华教授在报告中结合自己多年来的经验和体会，围绕着青年学者在科研起步阶段的主要困惑，分享了其在研究方向选择和团队合作方面的感受，为解决青年学者在科研起步阶段所面临的主要问题提供了很好的指引和启迪.

本次研讨会上，33位生物力学学科的优秀青年代表做了专题报告，介绍了近年来在各自研究领域中所取得的进展和成果.研究方向包括：组织与器官系统力学，细胞、亚细胞与生物大分子力学，仿生、生物材料与运动生物力学.主要报告内容如下.

1 组织与器官系统力学

北京航空航天大学宫赫在其报告《骨肌生物力学》中，说明了骨肌生物力学研究对于认识骨肌的力学状态、揭示骨骼生长发育、退变和修复机理以及指导骨骼疾病治疗与康复均具有重要的理论意义和临床应用价值, 强调了宏观层次骨力学性能测试、细观层次基于Micro-CT影像的骨结构与力学性能研究、微纳观层次纳米压痕力学测试和原子力显微镜观测骨材料表面形貌的有机结合的重要性，预测这种多尺度骨结构形态和力学性能研究将进一步用于探索骨骼相关疾病的机理以及骨科植入物与宿主组织之间的相互作用.她指出研究人员在选题过程中应该注意与临床问题密切结合，使得科学研究来自临床，最终用于临床，这是骨生物力学研究者应深思的主要问题.

太原理工大学武晓刚在其报告《骨内液体的流动行为及载荷信号的跨尺度传导》中，介绍了其在骨组织生物力学、骨修复材料、康复辅具设计及力学分析等方面的研究工作.主要围绕液体流动参与下的骨重建机制和流动参与下的关节软骨损伤及修复机理两个主要方向，探讨了在复杂应力状态下关节软骨的损伤与修复机理，同时也为临床关节软骨病灶的治疗(修复及置换)提供理论基础.

复旦大学王盛章在其报告《主动脉夹层支架治疗的生物力学研究》中，介绍了其基于计算力学的技术和方法，利用医学影像数据建立个体化主动脉夹层的生物力学模型，对模型中血流和血管壁之间的作用，以及血管壁和覆膜支架之间的作用进行了有限元分析，得到了较为详细的力学参数随时间和空间的分布规律；并进一步探讨了力学参数对主动脉夹层发展以及对夹层治疗后的转归的影响.

大连理工大学于申在其报告《运动激励下内耳前庭系统平衡功能的生物力学研究》中，介绍了生物力学因素在内耳前庭系统行使平衡功能的过程中起着重要作用，其中前庭半规管感受头位有角运动依赖于管中内淋巴液的流动和嵴顶形变之间的相互作用；总结了将力学的基本原理与方法应用于人内耳前庭系统结构与平衡机制的相关性研究.研究可为探讨眩晕病症与内耳结构的相关性, 提高前庭功能检查定侧、定位诊断敏感性，寻找有效治疗方法等提供定量依据.

东南大学蔡彦在其报告《肿瘤及其微环境的生物力学建模研究》中，介绍了其结合数学建模、数值模拟、动物实验及医学影像学检测等手段，建立了瘤组织生长及血管生成的生物力学模型，并进一步耦合肿瘤生长、血管新生及微血管网灌注，实现了三维实体肿瘤及微环境动态耦合的建模.在此耦合模型基础上，研究了抗血管生成药物对实体肿瘤的抑制作用.同时，引入针对性的模型假设条件，将实体肿瘤模型改进为特定类型肿瘤，成功模拟出脑胶质瘤的一系列典型的病理特征及现象.

重庆大学马幸双在其报告《个体化人类二尖瓣的有限元/浸入边界法流固耦合模拟》中，介绍了其通过对临床医学图像进行识别与数据采集所建立的健康人类二尖瓣三维模型.模型结合以离体力学测试为基础的各向异性本构模型，采用有限元-浸入边界方法，进行了二尖瓣在血液中的流固耦合动态模拟，分析了其在血液循环下的力学行为.研究表明个体化二尖瓣流固耦合模型能更好地再现二尖瓣在体内血液循环过程中的动态运动及力学响应，为临床诊断提供了参考.

四川大学刘展在其报告《口腔生物力学研究》中，讨论了牙周膜的正应变与牙移动速率之间的关系，并展示了尖牙远中倾斜移动和整体移动动态过程的模拟.他同时介绍了精密附着体修复双侧和单侧后牙游离缺失的生物力学研究，对比了舌面顿接形和舌面浅凹形两种贴面修复体，及瓷和树脂作为修复材料对修复效果的影响.此外还介绍了其在下颌升支矢状劈开截骨术针对其它类型下颌骨畸形和颞下颌关节内各结构的相互作用的研究结果.

重庆大学刘万钱在其报告《豆纹动脉血管内皮损伤及脑出血形成的力生物学机制》中，介绍了其基于高危因素可能导致血管内皮对高血压血流动力学损伤的敏感性增加，进而使血管的力学特性以及结构破坏(出血)的思路.研究揭示了高渗诱导因子参与了血流力学环境下血管内皮细胞表型、炎症、血管构型以及血管渗透性等结构和功能的调控.

东南大学李志勇在其报告《动脉粥样硬化易损斑块的生物力学研究》中，介绍了其围绕动脉粥样硬化易损斑块的早期识别和诊断这一防治心脑血管病的重大临床需求，针对"斑块生长-应力的关联规律"这一核心科学问题，开展多层面的模型、在体和离体研究，探索了动脉粥样硬化病变发展的基本生物力学机理和生物物理规律，提出了心脑血管疾病防治的新思路.

2 细胞、亚细胞和生物大分子力学

中国科学院力学研究所吕东媛在其报告《基底硬度及拓扑结构对胚胎干细胞干性及分化的影响》中，介绍了其在成体干细胞及胚胎干细胞力学与生物学耦合规律及机理性研究，及无饲养层细胞培养条件下小鼠ESCs的黏附生长方法和随机分化实验体系.研究表明基底硬度及拓扑结构二者单独或耦合均能更好地调控干细胞的命运，尤以二者耦合作用的效果最为明显，为基底微环境力学调控干细胞的干性和分化等生物学特性研究奠定了基础.

重庆大学吕永钢在其报告《基质力学对骨修复与乳腺肿瘤细胞转移的调控》中，介绍了其模拟细胞在体内所处的三维力学微环境，考察力与化学微环境对骨组织修复以及肿瘤细胞黏附和转移的作用及其力学生物学机制.在骨组织修复方面，利用不同浓度的胶原/羟基磷灰石混合溶液对异种脱细胞骨进行灌流表衬，构建了一种三维微结构一致而基质刚度不同的骨组织工程支架，系统考察了其提高大块骨修复重建质量的可行性.另外，也介绍了其在肿瘤生物力学方面的研究，初步分析了基质力学状态对乳腺肿瘤细胞存活和转移的作用及其力学生物学机制，探讨了低氧和基底刚度共同作用对乳腺肿瘤细胞上皮间质转化的影响.

上海交通大学齐颖新在其报告《应力调控的细胞间信息交流在血管重建中的力学生物学机制研究》中，介绍了其关注应力调控的血管内皮细胞与平滑肌细胞间信息交流，开展"力与血管细胞间信息交流"的研究.通过耦合了机械应力刺激与细胞间相互作用的生物化学刺激，从接近血管组织的生理或病理的状态，探讨了应力诱导血管重建的分子机制.

四川大学吴江在其报告《干细胞命运调控的关键力学生物学事件及机制》中，介绍了剪应力是干细胞在MET/EMT相互转化过程中重要的力学因素，不同的剪应力流场是肿瘤转移的位点特异性或器官选择性的关键生物物理微环境.干细胞参与组织疾病发生、组织再生修复及其演进的过程中所发生的细胞表型改变可能重演了胚胎发育时的MET/EMT相互转化.他强调了借鉴对MET/EMT相互转化的力学生物学研究成果，将有助于干细胞定向分化、组织修复再生及抗肿瘤的机制研究在新的层面展开.

浙江大学钱劲在其报告《生物聚合物交联网络的力学响应》中，从生物聚合物交联网络的微观组成和结构出发，介绍了生物聚合物纤维的力学模型、交联蛋白的力学属性和交联方式、交联网络的主要构型以及测量网络力学响应的实验方法，运用理论建模、有限元方法、分子动力学探讨了生物聚合物交联网络的非线性力学行为，为机理化、定量化理解细胞骨架中蕴含的结构与功能关系提供参考.

中国科技大学姜洪源在其报告《细胞力学中的若干问题》中，介绍了其课题组的几个研究方向: (1)纺锤体和细胞分裂的力学研究；(2)动物细胞体积和压力动态调控机制的基本力生物学模型，研究细胞在渗透压冲击或者外力作用下细胞体积和压力的动态调控机制，进而研究细胞体积变化对细胞黏附、细胞迁移、细胞力学性质的重要影响；(3)细胞膜的各种内自由度对细胞膜形貌的影响；(4)关于细菌生长、力学和形貌演化的力生物学模型，研究在各种内部约束或外部载荷下，应力对细菌细胞壁的生长速率和形貌演化的影响.

清华大学杜婧在其报告《干细胞和胚胎发育的力学生物学》中，围绕着力学因素如何调控干细胞命运以及胚胎发育中组织形态的发生这一主要研究兴趣，介绍了细胞外基质弹性对干细胞分化命运的调控机制；发现了整合素在细胞内的输运所介导的力学感受机制，以及力学刺激直接激活Wnt/β-catenin基因转录活性的力学-生物学信号转导机制.她还介绍了纤毛感受流场剪切力的力学信号转导机制，揭示了其在斑马鱼胚胎左右轴建立中的作用.

北京理工大学李德昌在其报告《分子模拟在分子生物力学的应用-以腺苷酸激活酶为例》中，采用长时间尺度的全原子分子动力学模拟结合Meta动力学方法定量研究了腺苷酸激活酶构型转变过程；同时提出了该蛋白的构型转变是由构型选择和诱导匹配两种机制的共同竞争，并且依赖于配体的浓度.

华南理工大学林蒋国在其报告《血小板黏附的力学调控机制》中，针对血小板黏附的过程以及相关疾病，介绍了疾病相关分子的结构与功能的关系，以及血流动力学环境对相关分子相互作用的调控机制，进而阐明了血流动力学环境对血小板黏附及活化的调控机制.其研究证明ADAMTS13必需在VWF-A2结构域发生较大程度的解折叠后，才能被水解，并发现ADAMTS13存在着一种自抑制的机制，这种机制很可能起着防止ADAMTS13与VWF进行不正确结合的作用.

上海交通大学韩悦在其报告《力学因素诱导内皮祖细胞分化在血管内膜损伤中的机制探讨》中，介绍了循环血中的多能干细胞-内皮祖细胞(EPCs)，探讨层流切应力对EPCs分化的影响.研究揭示组蛋白去乙酰化酶SIRT1以及microRNA-34a调控的靶基因FOXJ2参与了生理切应力诱导的EPCs向血管内皮细胞分化的分子机制.

西安交通大学徐光魁在其报告《细胞水平的变化是如何影响上皮组织力学性能的？》中，介绍了其利用顶点模型研究分子和细胞的性能对上皮组织面内力学性能影响，以及上皮组织受拉时其内部细胞几何形状变化的相关研究成果.此外，为更好地研究细胞和上皮组织力学性能之间的关系，发展了一个张拉整体模型，用于模拟细胞和上皮单层的几何拓扑结构.

浙江大学陈伟在其报告《免疫受体的分子机械力调控的研究》中，探索了分子机械力是否也会影响其他免疫受体及其配体的动态相互作用，并结合单分子生物力学检测和分子动力学模拟，深入研究了分子机械力调控分子相互作用的构象变化规律；结合系统生物力学建模，阐明免疫受体识别抗原的分子网络机制.

中国科技大学骆天治在其报告《微丝骨架蛋白对外力刺激的响应》中，说明了细胞微丝骨架蛋白由于机敏感知产生的局部集聚可以由应力共享原则解释.此外，还发现了不同的肌动蛋白的交联蛋白在细胞体内能感应不同的应变.通过建立相应的数学物理模型，解释了力学信号和生化信号的耦合，增进了对分子和细胞的机敏感应的物理机制和基本规律的认识.

上海交通大学姚庆苹在其报告《长链非编码RNA在张应力诱导的应力信号转导网络的作用》中，关注了长链非编码RNA (lncRNA)在应力信号传导网络中的作用.首先探讨lncRNA在高血压引起的血管重建中的作用和机制；之后从基因测序出发，将研究lncRNA-microRNA-mRNA和靶蛋白的网络关系与特异lncRNA调控作用结合，深入研究了lncRNA在调控静脉平滑肌细胞功能、参与移植静脉内膜增生中的作用机制.

四川大学曾烨在其报告《血管疾病-血管稳态与重构-癌症》中，关注了动脉粥样硬化斑块生长、破裂的调控机制，包括流体剪切力、1-磷酸鞘氨醇(S1P)及其受体、血管内皮糖萼动态变化与斑块生长、破裂的关系；并研究了抗癌药物致心血管并发症是否由血管内皮糖萼这一与血管力学生物学机制密切关联的复合物所介导，以及糖萼与癌症发生发展的密切联系.

浙江大学吴禹在其报告《基于随机动力学理论与单细胞微流控实验的力-肿瘤微环境社会学研究》中，介绍了肿瘤微环境内的各种细胞经由信号分子介导的错综复杂的联系，及其与肿瘤发展的关系.研究将为建立一个基于力与肿瘤微环境的面向临床的肿瘤个性化诊疗平台的转化应用提供理论依据和技术支持.

3 仿生、生物材料与运动生物力学

国家纳米科学中心施兴华在其报告《纳米药物输运中的力学问题》中，介绍了纳米技术的快速发展以及靶向纳米药物在多药治疗、成像以及靶向治疗等方面的应用，为癌症等重大疾病的临床检测、预防以及治疗提供了新的契机.围绕其近年来关注的口服类纳米药物在肠胃道黏液组织中的扩散问题，介绍了其课题组设计的不同长细比的纳米颗粒，并发现形状效应显著地影响颗粒在小鼠肠道黏液中的扩散能力，为进一步系统研究此类反常现象下的机制提出了新思路.

天津大学王建山在其报告《手性生物材料的力学行为》中，介绍了DNA、骨、肌腱、韧带、细菌鞭毛、木头等典型手性生物材料，它们均含有螺旋、扭转形状的手性微结构或多层级手性结构.结合手性生物材料的特点，报告了其在此类材料的力学行为方面的研究工作，包括：(1) DNA、丝瓜卷须等手性丝的拉伸与扭转非线性耦合行为，并考虑手性微结构的影响；(2)木头、骨等材料中手性丝的拉伸行为，用以阐释手性微结构增韧和能量耗散的力学机制.

西安交通大学徐峰在其报告《细胞力学微环境工程》中，介绍了其在生物力学、组织工程学、生物材料及细胞3D打印技术等方面的研究.通过采用水凝胶材料实现了对细胞力学微环境的体外构建和调控，研究了不同基质刚度和应力/应变对细胞行为的影响，为阐明体细胞力学响应机制提供参考；并通过细胞3D打印技术实现了对平滑肌、心肌等肌肉组织的体外构建.其研究对力学生物学和再生医学的发展均具有促进作用.

武汉大学张作启在其报告《多层级多功能生物材料力学与仿生》中，针对贝壳、骨骼、矿化肌腱、壁虎黏附系统等为代表的承力生物材料具有自纳米尺度而上多层级组装的复杂微结构的特点，研究了生物材料结构与功能间的关系，对于理解生物材料功能的实现和失效机理进行了一系列的探讨.

同济大学牛文鑫在其报告《运动与康复生物力学》中，介绍了其整合运动和康复生物力学中的科学问题和研究方法，研究人的日常和运动行为对健康的影响，在医学、工程和体育多学科交叉领域开展的探索性研究.指出在运动和康复生物力学领域，不同学科知识和技术都有用武之地，"产、学、研、教、用"紧密结合有利于学科发展和社会价值的实现.

东南大学陈强在其报告《生物仿生多孔骨支架的结构设计及特性研究》中，基于生物活性陶瓷材料，利用海绵复制法，制备了一种与天然骨组织拓扑结构近似的多孔骨支架，并通过多孔介质理论和实验的方法，量化结构与其力学特性的关系.同时，设计了一种规则的周期性多孔股骨支架，并利用数值方法，研究其在周期性载荷作用下的降解过程、骨生成过程，并将二者的动态过程进行耦合，对骨支架-新骨系统的力学特性进行了描述，为定量地描述支架-骨系统力学特性变化建立一套定量的研究方法，从而为骨支架的构成材料与结构设计提供理论依据.

北京航空航天大学王丽珍在其报告《人体冲击伤防护机制研究》中，介绍了头颈部冲击损伤的生物力学研究及其防护这一损伤生物力学领域的研究热点.其研究结合生物力学和材料学，进一步探索人体冲击损伤生物力学响应类型及机理、损伤准则及耐受极限，分别从材料和结构等方面研究自然界中物种具备良好抗冲击性的生物力学机理，提炼出仿生理论模型，为人体防护设备的研制提供指导.

清华大学李博在其报告《软组织生长与形貌演化的力学研究》中，介绍了其关注的生物软组织生长发育中的力学问题，建立了软组织生长大变形的一般性理论框架.并基于该理论，研究了动物管腔结构内壁黏膜、核壳结构软组织、肿瘤的生长发育及其形貌演化力学.相关结果为一些软组织形貌形成机理提供了新的理解，并对一些常见疾病如发炎、水肿、淋巴瘤、哮喘、肠胃炎等的临床诊疗具有参考意义.

上述报告内容涵盖了生物力学研究的主要前沿领域，展示了我国青年学者在生物力学领域的学术成就.报告内容反映了国家自然科学基金委力学科学处生物力学方向的三个主要领域(组织与器官系统力学，细胞、亚细胞和生物大分子力学和仿生、生物材料与运动生物力学)的最新进展，充分体现了我国青年学者对生物力学新概念、新技术与新方法的关注.研讨会期间代表们思路活跃、讨论热烈，充分实现了会议研讨和学术交流的预期目标.

本次研讨会在14日晚安排了"技术方法"专题讨论会，期望以研究技术、研究手段为平台进一步推动青年学者在科学研究和人才培养等方面的实质性合作.专题讨论会由季葆华教授、娄继忠研究员和章燕高级工程师联合主持，与会代表就自身科研中存在的问题和亟需的技术方法支持展开充分交流.讨论不仅涉及加工技术、仪器资源等具体问题，而且形成了细胞核生物力学、免疫力学生物学等兴趣点和合作方向.

会议在最后半天专门安排了集体讨论环节，讨论会由齐颖新研究员主持.力学科学处詹世革处长和张攀峰主任、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副主任委员姜宗来教授、东南大学唐达林教授和与会青年代表就生物力学的基础科学问题、前沿方向、以及如何促进学科交叉、如何推动青年人才的培养和选拔及基金申请方面的问题进行了深入的交流.姜宗来教授在发言中强调了学科交叉的重要性和生物力学学科的特点，鼓励青年学者不断学习新的知识，加强合作交流.唐达林教授结合自身的经历鼓励大家加强合作、善于合作、不断学习.青年学者们结合自己的成长经历和研究方向，踊跃发言，就生物力学学科的发展、生物力学青年学者学术研讨会的内容与形式及青年学者的成长等共同关心的问题畅所欲言、各抒己见，进行了积极热烈的讨论，取得了广泛的共识，并提出了许多建设性的建议和意见.詹世革处长最后对整个研讨会进行了总结，首先肯定了此次会议在展示我国生物力学领域的学术成就、促进青年学者学术交流方面所取得的成果，希望此类型的研讨会能够进一步促进我国生物力学青年学者之间的学术交流、实现学术互补、促进实质性合作；鼓励大家多关注国家重大需求中的共性关键的问题，以国家需求为导向，进一步凝练和挖掘深层次的科学问题，在研究内容和研究方向上不断推陈出新；同时还强调同临床医学结合的重要性，紧密结合临床问题，深入研究、开阔视野、瞄准生物医学的前沿问题和重大需求去选择和开辟新的研究领域，促进我国生物力学学科的进一步发展.