生物力学的研究方法范文第1篇

关键词：运动生物力学；研究方法；测量手段

中图分类号：O3文献标志码：A文章编号：1673-291X（2011）04-0240-02

一、运动生物力学的发展过程

1.运动生物力学的启蒙阶段。公元前384―322年，古希腊的哲学家和科学家亚里士多德就注意观察在日常生活中人和动物运动的力学问题。15世纪末，意大利科学家列奥纳尔德・达・芬奇（LeonaardoDavid）用人的尸体研究解剖学，并在此基础上借助力学研究人体的各种姿势和运动，指出人体的运动服从于力学定律，运动生物力学的雏形。

2.运动生物力学的初步形成。20世纪，德国的布拉温（Braune）和菲舍尔（Fisher）利用解剖尸体的实验方法测定人体各部分相对重量和重心位置，并开始用动力学的方法研究人体运动。20世纪30年代，英国生理学家希尔（Hill）取青蛙的离体缝匠肌进行实验，得出著名的Hill方程，即肌肉收缩的力速方程，并由此获得诺贝尔奖，从而奠定了肌肉力学的基础。

3.运动生物力学的快速发展阶段。1972在美国宾夕法尼大学召开的第四届国际生物力学会议上将运动生物力学从生物力学中划分出来。近三十年运动生物力学得到了迅速的发展，20世纪80年代到达鼎盛时期。运动生物力学除了与解剖学、生理学结合较多外，与医学、康复结合也逐渐密切，研究成果的水平有了很大的提高。现在摄影测量已发展到三维高速录像（如美国Pea5系统），测力系统已发展到6分量测力台（如瑞士Kistler系统）、关节肌力矩测量系统（如美国Cybex系统）等，已基本形成了相对完善并互相支持的运动学、动力学和肌电测量三大系统[1-2]。研究内容已经由为奥运战略服务向竞技体育上扩展，对人体的研究，已由对人体整体运动的研究，逐渐发展到不同环节和结构的深入研究；由对人体运动的描述性研究，发展到探讨运动时神经肌肉的控制以及运动系统和感觉系统的整合。

二、运动生物力学研究方法的分类

从研究的形式上，可分为理论研究方法和实验研究方法两大类，实验研究方法又分实验室测量法和运动测量法。从研究的领域上，可分为物理学研究方法、生物学研究方法和系统研究方法。从研究材料的来源上可分为原始资料数据的采集整理和资料分析方法。研究运动项目主要以运动学和动力学研究方法为主，生物学的研究方法为辅，综合运用多种实验手段[3]。

美国的理查德・C.尼尔森把运动生物力学的研究方法大致概括为如下五种：（1）研究特定的运动项目或其中的某一环节的生物力学，这种主要对于运动员、尤其是只对某一运动专项感兴趣的教练员非常有用。（2）研究多个运动项目中共同包含的运动动作（如着地、起跑等动作）的生物力学。最大好处是建立一种一般性的理论，这个理论是建立在经典力学定律之上，或是建立在共同的神经控制模式之上。（3）被称为运动生物力学的评定方法，如从能耗观点去评价运动技术的优劣等。（4）指对某一专项运动所涉及的生理学、运动学、动力学以及专项特点等有关方面进行综合考虑。（5）讨论在运动中人体器官的生物力学。

中国的周里将研究的方法分为高速摄影（二维与三维）、录像、测力、肌电、肌力测试系统、同步测试、理论分析和CT、核磁共振其他方法[4]。

三、运动生物力学研究方法的现状分析

1.理论研究方法。运动生物力学理论研究方法的关键是建立人体运动的力学模型。理论研究方法主要是探索人体运动的规律，它的研究对象、研究目的、研究方法和研究成果均不同于实验方法。理论研究方法的研究对象是抽象的人体模型，目的是揭示运动规律，核心是经典数学力学的推导运算，结论是揭示运动的内在机理。人体运动数学模型方法是理论研究常用的主要方法。自20世纪80年代后，数学模型方法有了许多新的突破和进展，但人体运动数学模型方法在中国尚未得到广泛应用[5]。

目前运动生物力学主要是研究人体内部运动器系和表现于外部的人体整体机械运动特征。为了便于研究，运动生物力学理论方法的关键是建立人体运动的模型来描述运动。大体有两种方法：第一种方法是人体系统仿真研究方法，其代表人物是南非的力学专家Haze；第二种方法是应用多刚体系统动力学理论建立力学模型，代表人物是美国力学专家Kane。在运动生物力学研究中，大多数力学系统的运动都受牛顿运动定律控制，所以建立的模型都是牛顿力学系统的数学形式。但牛顿力学对于活体显然是不适合或不完全适合，这已被理论或实践所证实。因而牛顿力学对肌肉、骨骼、关节系统的力学特征及在解决人体运动器系和整体运动之间的因果关系，把握人体运动行为生物力学规律的体质方面还有相当困难。模型建构是指对数学力学分析所研究问题的模型建构。建构模型的基本标准是代表性、简单性和实效性。模型按其功能可分三个层次：描述性模型、解释性模型和预测性模型[5]。数学模型目前有（1）Hanavan的人体测量数学模型；（2）Santschiw L等的环节集合分布模型；（3）Zatsiorsky的数学模型；（4）中国人体模型；（5）邱亚君和李建设建立的人体二维转动惯量数学模型。

2.实验研究方法。比较成熟的测量方法有两种：一种是在实验室条件下，采用各种类型的测力计和先进的多功能肌力测量系统，对与运动有关的主要肌群进行定量测量，此法可简称为“实验室测量法”。另一种是在运动场上通过训练器械或反映运动员专项力量的训练手段，测定运动员的专项力量训练水平，此法可称为“运动测量法”。实验研究方法与理论研究方法相比较略显成熟，主要有以下特点：（1）在检测手段上随着工程技术的进步，手段越来越多样化。从“传统”的摄影技术发展到三维立体摄影，已经能更精确反映事物的运动特征，而且许多新的现代化技术装备也被应用到运动生物力学研究上，例如激光瞄准测试分析系统、爱捷运动图像分析系统、六维测力平台SAEMS-T、四导遥测肌电仪、万能材料试验机等。（2）实验室测量方法与运动场测量方法相结合[6]。

四、运动生物力学研究方法的发展趋势

未来数年运动生物力学的研究方法发展趋势可归纳为：

1.竞技体育技术测试研究方法的发展趋势，是向着适合于各个运动项目需要的、能现场及时反馈测试分析结果的仪器设备与方法和提供详细测试分析报告的仪器设备与方法两条并行的途径发展。（1）三维跟踪摄像、摄影测量方法的推广；（2）摄像、摄影精度逐步提高；（3）三维摄像、摄影测量逐步普及；（4）影像测量点识别、采集的自动化；（5）足底压力分布测试三维化；（6）运动技术测试仪器专项化、反馈快速化；（7）数学力学模型和人体运动仿真使用化等[6]；以后主要是对经典力学分析、力学模型研究、运动技术最佳化、人体运动仿真、肌肉力学模型等方面进行重点研究，使研究方法和测量手段进一步向科学化和合理化发展[7]。

2.关于模型参数的选择和确定，取决于参数的功能，即区分敏感参数和常规参数，并且使这些参数定量化和具有可比性。关于数据采集，首先是数据采集的标准化，然后是对数据进行力学分析和评价，更重要的是对所采集的数据进行模型模拟，因为模型模拟可以产生有关自变量对应变量影响的系列信息，并建立两类变量之间的数―力关系，从而为技术分析、技术控制和技术最佳化提出预测，为运动损伤、康复手段的选择提供方案[8～9]。

3.运动器系的力学负荷、负荷分布和负荷能力以及运动器官、组织和系统的材料力学是预防生物力学的基础。重力、支持力、相互作用力、介质阻力以及摩擦力可作为对运动器系的负荷。通常使用但并未充分证明是否可靠的指标有最大力、最大加速度、最大力矩、最大力梯度以及冲量、角冲量和它们的持续时间。所谓“最大”值也只是相对极限值。人体机能代偿能力的储备性决定了绝对最大值是不可计测的。近年来关于运动器械，包括鞋、服装方面的生物力学研究已引起人们的重视，这将是一个很有吸引力且富有商业价值的领域[10]。

4.测量技术、遥测技术和肌肉动力学测量技术（包括离体或在体肌肉动力学测量过程）将成为今后发展的重点，实验方法与理论模型相结合的综合研究日趋增加，主要趋向是遥测无线部分数据发射与数据采集装置的小型化和测量过程及结果分析的快速化。

5.运动损伤的研究将是生物力学新的研究领域。成都体育学院周继和教授针对运动性急性损伤或慢性损伤的腕关节，采用INSTRON 8874生物力学测试系统进行人体腕关节软骨盘“压缩―扭转”试验，观察其组织结构的变化，有助于了解损伤的机制，并提出有效的防治方法。南京体育学院钱竞光教授撰写的“股骨颈受载的计算机模拟及其骨折的生物力学机理研究”通过计算机模拟方法研究不同颈干角在相同骨质条件、相同载荷下，其股骨颈的应力变化规律，探讨颈干角、骨密度与股骨颈骨折的关系。

随着运动竞技水平和运动训练科学化程度的提高，运动生物力学研究的方向也将从简单的对人体动作技术分析深入到对内在机理的探讨，随着医学科学和康复科学的发展骨科生物力学、临床生物力学、康复生物力学以及生物工程中的生物力学等将得到迅速发展，逐渐成为国际运动生物力学的主要研究领域。

参考文献：

[1]郑秀瑗.现代运动生物力学[M].北京:国防科技出版社，2002:2-4.

[2]周思红.运动生物力学研究的回顾与21世纪展望[J].山西师大体育学院学报，2000，(1):73-77.

[3]刘海斌.从三维体育观看运动生物力学研究[J].吉林体育学院学报，2004，(2):74-75.

[4]周里.中国运动生物力学研究现状分析[J].上海体育学院学报，1997，(1):23-26.

[5]赵焕彬.中国运动生物力学的研究现状与发展趋势[J].河北师范大学学报，2001，(3).

[6]武汉体育学院.第六届全国体育科学大会论文摘要汇编[G]，2000.

[7]卡斯达斯.第二十届国际运动生物力学会议论文集[C].阿根延：阿根延大学，2002.

[8]李建设.运动生物力学学科发展的几个理论问题[J].体育科学，1997，(6):77-80.

生物力学的研究方法范文第2篇

关键词：中药；药代动力学；中医药现代化

1 中药药代动力学研究意义

中药及其复方的药物动力学研究，是近十多年兴起的中药药理学分支，主要是研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄，用数学模型来定量描述药物在体内的动态过程。它对中药药理学及中医临床医学的发展有着重要的意义。中药药动力学研究是阐明中药作用机理必不可少的环节。药代动力学参数可以为毒性试验设计和毒理效应分析提供依据。受多种因素的影响，毒性试验观察到的毒性反映往往不与剂量相关而与血药浓度相关，如果高浓度的药物剂型不利于药物吸收，进入体内的药量与剂量不成正比，就有可能造成毒性剂量评估上的偏差。众所周知，进行中药及其复方制剂的药代动力学研究会有不小的困难，因此，更需要广大的医药学工作者集中力量，找出中药作用中有代表性，有规律性的机理或具有可行性、可操作性的系统研究方法学，使中药药代动力学的研究更科学、更系统，更能满足现代临床治疗的要求。

2 中药复方的自身特点及中医对药代动力学的认识

中药复方是中医防治疾病的主要手段。中医理论的特色之一就在于强调“人”的整体观，发挥药物的整体调节作用，并用辩证施治的思维方法来处方用药。现代药理学研究已初步证明复方药效的发挥并非是简单的单味药相加或毒性的相减，而是方中药物之间所发生的协同、制药或改性等作用，使复方达到预期的治疗目的。目前，国内对复方的研究中，有相当一部分在药理效应及临床疗效的观察阶段，虽然也引用了一些西药药理学手段，但仅表现在对几个特异性指标的观测上，且重复研究居多，所研究的中药复方组成不稳定，药效重现性差，难以全面而准确地反映出复方药物的作用机制，这使得国内复方制剂稳定性差，质量标准不高，较难与国际医药市场接轨。中药成分十分复杂，即使是单味药物，其所含的有效成分也达数种之多；而且在多数情况下又是以复方制剂给药。许多中药到目前为止其有效成分和作用机制还不是很清楚，加之中药中的一些有效成分含量很少，并且还有不少结构相似的类似物。来源产地不同，不同季节采收，不同方式加工等特点，使得常规的化学分析以及数据的解析产生困难，实验结果不易重复，给药代动力学的研究带来了许多困难。

3 中药药代动力学研究的现状

中药的药物代谢动力学的研究与西药相比有很多不同的地方，因此决定了其研究方法也存在一定的差异。一般按有效成分明确的中药及其制剂的药物代谢动力学研究和有效成分不明的中药及其制剂的药物代谢动力学研究两种情况来进行评述。

3.1 有效成分明确的中药及其制剂的药代动力学现状

有效成分明确的中药及其制剂的药代动力学研究方法与西药类似。随着对中药中有效成分的研究方法和检测技术的改进和完善，目前许多中药特别是单味中草药的有效成分已相当明确，据统计在九十年代前就已对120多种中药的有效成分进行过研究[1]。并已对相当一部分进行了体内外代谢的研究，且得出了明确的代谢产物，并对其体外药代动力学参数进行了研究。如毕惠嫦[2]研究了丹参酮Ⅱ_A在大鼠肝微粒体酶中的代谢动力学，指出了参与丹参酮Ⅱ_A体内代谢的肝微粒体酶。艾路等[3]对复方中药中乌头生物碱在人体内的代谢产物进行了研究，采用液相色谱-电喷雾离子阱多级质谱(LC-ESI-MSn)法检测出5种乌头生物碱代谢产物。陈勇[4]等对葫芦巴碱在大鼠体内的代谢产物进行了推测，从大鼠尿中检测出原药及其三种代谢产物。3.2 中药复方及其制剂的药代动力学研究现状

到目前为止还有许多中药及其复方制剂或因化学结构不明，或由于是混合物而非单体，无法用化学分析方法测定有效成分含量，因而给其药物代谢动力学的研究带来困难。大部分人用复方或其制剂中的某一单体来代替整方的药物代谢过程。如李再新[5]等将补阳还五汤水提醇沉液给予家兔静脉注射后，以川芎嗪为指标来测定其在体内的代谢过程；但此法只能说明此单体在体内的过程而不能说明全部成分的代谢过程。中药制剂化学成分往往十分复杂，相当于一个天然的化学成分组合库，用其中的一具或数个化学成分作为检测指标，得出的药动参数与药的实际药动学相比可能有一定的偏差。也有人采用生物效应法进行药物代谢动力学的研究，但此法不够精确，只能粗略看出体内药物浓度变化的过程。生物效应法认为，在一定条件下，体内药量与药物的效应有一定对应关系，从药效的变化可以推知不同时间内体内药量变化。常用的生物效应法有以下几类：

(1) Smolen。此法是目前我国医药研究者最为广泛采用的一种进行中药单味药及复方药药动学研究的方法。其要义是将量效关系曲线作为用药后各时间作用强度与药物浓度的换算曲线，从而推算出药动学参数。卢贺起[6]等以血小板聚集抑制率为药理效应指标，对家兔进行了四物汤的药动学研究，结果表明四物汤属静脉外给药一级动力学消除，开放的一室模型，并计算出药动学参数。

生物力学的研究方法范文第3篇

例如，在学习“物态变化”时，教师用多媒体向学生展示冬天原野里的大雾，房屋上的白霜，的雪山，树枝上的冰凌；展示春天到来时，冰雪融化成水；展示火炉烧水时水壶上冒出白气，茶杯上的白气遇冷变成小水滴等现象。创设出“雾、霜、雪、冰是怎样形成的”“水为何会变成白气”“白气又为何会变成水滴”等一系列物理问题情境，让学生在问题情境中产生疑问，发现问题，提出问题。创设物理问题情境是探究式课堂教学的良好开端。

初中物理探究式课堂教学思维开放特征

探究式学习是通过发现问题，研究探索，从而获取知识和技能的一种学习形式。探究式学习关注的不仅仅是问题的结果，更重要的是关注学生主动探索问题结果的过程，关注培养学生的思维能力，特别是创造性思维的方法和途径。因此，实施初中物理探究式课堂教学，必须具有思维开放特征，所有问题应启迪学生充分思考，必须给予学生广阔的思维空间。

例如，教学“研究怎样利用磁场获得电流”时，我们启发和鼓励学生大胆猜想，学生提出：感应电流的有无与磁场强弱有关，与磁场方向有关，与电路是否闭合有关，与闭合电路在磁场中运动的快慢和方向有关，与闭合电路在磁场中的面积大小有关，与闭合电路的部分导体在磁场中运动的快慢和方向有关，等等。在判断猜想正确与否的途径上，学生提出了做实验、读课本、查资料、问老师等多种方法。整个学习过程，学生思维活跃，具有开放性。

初中物理探究式课堂教学实践探索特征

实践是探究式学习的灵魂。实施初中物理探究式课堂教学，必须加强实践探索活动，让学生围绕研究的问题，在实验、观察、统计、读书、查阅资料、搜集信息、访问、调查、分析现象和数据等大量实践、探索活动中，丰富感性认识，训练、提高实践能力。

加强实践探索活动，一是要组织做好演示实验和学生实验，对于“杠杆的平衡条件是什么”“平面镜成像有何特点”等等问题，我们都不是先公开结论，而是指导学生在做好实验的基础上。分析归纳得出结论；二是要注重引导学生观察实验现象，记录、分析实验数据，得出实验结论；三是要重视引导学生掌握查阅资料、搜集信息、调查访问等方法。

初中物理探究式课堂教学学生主体特征

探究式学习以发展学生个性、培养创造性人才为目的。因此，初中物理探究式课堂教学，必须保证学生的主体地位，体现学生主体特征，使学生在教师的组织、指导下，独立思考，自主实践，主动学习。

例如，在“研究影响液体蒸发快慢的因素”教学中，我们选择了学生自主学习的教学方式，学生以小组为单位，先猜想影响因素，再设计检验方式和途径，然后进行实践（实验）检验，最后写出研究报告。学生提出了温度、空气湿度、气候、液体表面积、表面空气流动快慢、液体的质量、体积都能影响液体蒸发的快慢等许多猜想，做了“比较一杯开水和一杯冷水蒸发”“比较用电吹风吹和不吹的两杯水的蒸发”“比较一杯水和一桶水的蒸发”等大量实验，查阅了管道输水、动物散热等大量资料，写出了“影响液体蒸发快慢因素的探讨”“‘蒸发’研究实验报告”等大量研究报告和小论文。教学活动全过程，充分体现了学生主体特征。

初中物理探究式课堂教学方法教育特征探究式学习，是通过探究过程，让学生体会探索真理的方法的一种学习方式。在初中物理探究式课堂教学中，应体现物理学研究方法教育的特征，对学生适时进行物理学研究方法的教育。

初中物理教材中，潜存着许多物理学的研究方法，如“研究电流产生的热量与什么因素有关”“研究决定电阻大小的因素”中的控制变量法；“研究电压”中的类比法；“研究物体不受力，将会怎样”中的推理法；“研究力的概念”中的归纳法。另外，实验、观察、假说、比较、尝试、模型、理想化、抓主要因素等，也都是物理常用的研究方法。在探究式教学中，教师应结合具体学习内容，适时对学生进行上述研究方法的教育，让学生体验和学习研究物理学的基本方法。

初中物理探究式课堂教学能力培养特征

生物力学的研究方法范文第4篇

关键词：中药；药代动力学；中医药现代化

中图分类号：R285 文献标识码：A 文章编号：1673-2197(2008)04-052-03

1 中药药代动力学研究意义

中药及其复方的药物动力学研究，是近十多年兴起的中药药理学分支，主要是研究药物在体内的吸收、分布、代谢和排泄，用数学模型来定量描述药物在体内的动态过程。它对中药药理学及中医临床医学的发展有着重要的意义。中药药动力学研究是阐明中药作用机理必不可少的环节。药代动力学参数可以为毒性试验设计和毒理效应分析提供依据。受多种因素的影响，毒性试验观察到的毒性反映往往不与剂量相关而与血药浓度相关，如果高浓度的药物剂型不利于药物吸收，进入体内的药量与剂量不成正比，就有可能造成毒性剂量评估上的偏差。众所周知，进行中药及其复方制剂的药代动力学研究会有不小的困难，因此，更需要广大的医药学工作者集中力量，找出中药作用中有代表性，有规律性的机理或具有可行性、可操作性的系统研究方法学，使中药药代动力学的研究更科学、更系统，更能满足现代临床治疗的要求。

2 中药复方的自身特点及中医对药代动力学的认识

中药复方是中医防治疾病的主要手段。中医理论的特色之一就在于强调“人”的整体观，发挥药物的整体调节作用，并用辩证施治的思维方法来处方用药。现代药理学研究已初步证明复方药效的发挥并非是简单的单味药相加或毒性的相减，而是方中药物之间所发生的协同、制药或改性等作用，使复方达到预期的治疗目的。目前，国内对复方的研究中，有相当一部分在药理效应及临床疗效的观察阶段，虽然也引用了一些西药药理学手段，但仅表现在对几个特异性指标的观测上，且重复研究居多，所研究的中药复方组成不稳定，药效重现性差，难以全面而准确地反映出复方药物的作用机制，这使得国内复方制剂稳定性差，质量标准不高，较难与国际医药市场接轨。中药成分十分复杂，即使是单味药物，其所含的有效成分也达数种之多；而且在多数情况下又是以复方制剂给药。许多中药到目前为止其有效成分和作用机制还不是很清楚，加之中药中的一些有效成分含量很少，并且还有不少结构相似的类似物。来源产地不同，不同季节采收，不同方式加工等特点，使得常规的化学分析以及数据的解析产生困难，实验结果不易重复，给药代动力学的研究带来了许多困难。

3 中药药代动力学研究的现状

中药的药物代谢动力学的研究与西药相比有很多不同的地方，因此决定了其研究方法也存在一定的差异。一般按有效成分明确的中药及其制剂的药物代谢动力学研究和有效成分不明的中药及其制剂的药物代谢动力学研究两种情况来进行评述。

3.1 有效成分明确的中药及其制剂的药代动力学现状

有效成分明确的中药及其制剂的药代动力学研究方法与西药类似。随着对中药中有效成分的研究方法和检测技术的改进和完善，目前许多中药特别是单味中草药的有效成分已相当明确，据统计在九十年代前就已对120多种中药的有效成分进行过研究[1]。并已对相当一部分进行了体内外代谢的研究，且得出了明确的代谢产物，并对其体外药代动力学参数进行了研究。如毕惠嫦[2]研究了丹参酮Ⅱ_A在大鼠肝微粒体酶中的代谢动力学，指出了参与丹参酮Ⅱ_A体内代谢的肝微粒体酶。艾路等[3]对复方中药中乌头生物碱在人体内的代谢产物进行了研究，采用液相色谱-电喷雾离子阱多级质谱(LC-ESI-MSn)法检测出5种乌头生物碱代谢产物。陈勇[4]等对葫芦巴碱在大鼠体内的代谢产物进行了推测，从大鼠尿中检测出原药及其三种代谢产物。

3.2 中药复方及其制剂的药代动力学研究现状

到目前为止还有许多中药及其复方制剂或因化学结构不明，或由于是混合物而非单体，无法用化学分析方法测定有效成分含量，因而给其药物代谢动力学的研究带来困难。大部分人用复方或其制剂中的某一单体来代替整方的药物代谢过程。如李再新[5]等将补阳还五汤水提醇沉液给予家兔静脉注射后，以川芎嗪为指标来测定其在体内的代谢过程；但此法只能说明此单体在体内的过程而不能说明全部成分的代谢过程。中药制剂化学成分往往十分复杂，相当于一个天然的化学成分组合库，用其中的一具或数个化学成分作为检测指标，得出的药动参数与药的实际药动学相比可能有一定的偏差。也有人采用生物效应法进行药物代谢动力学的研究，但此法不够精确，只能粗略看出体内药物浓度变化的过程。生物效应法认为，在一定条件下，体内药量与药物的效应有一定对应关系，从药效的变化可以推知不同时间内体内药量变化。常用的生物效应法有以下几类：

(1) Smolen。此法是目前我国医药研究者最为广泛采用的一种进行中药单味药及复方药药动学研究的方法。其要义是将量效关系曲线作为用药后各时间作用强度与药物浓度的换算曲线，从而推算出药动学参数。卢贺起[6]等以血小板聚集抑制率为药理效应指标，对家兔进行了四物汤的药动学研究，结果表明四物汤属静脉外给药一级动力学消除，开放的一室模型，并计算出药动学参数。

(2)药物累积法。其基本原理是将药物代谢动力学中的血药浓度多点测定原理与用动物急性死亡率测定药物蓄积性的方法结合起来；是用多组动物按不同时间间隔给药，求出不同时间体内药物的存留百分率的动态变化，据此计算药物的表观半衰期；又称为毒理效应法。黄衍民[7]等对乌头注射液对小鼠的毒效动力学研究，得出药物的消除级动力学过程，并符合一室模型，其表观半衰期为59.23min。从而指出目前临床一日2次给药间隔时间太长，如果每8小时给药1次且首次倍量，可能会进一步提高疗效降低毒副作用。陈长勋[8]等应用LD50补量法测定小鼠的附子表观参数，结果认为符合二室开放模型并得出了主要的药动学参数。利用此种方法进行药代动力学研究的中药还有陆英煎剂[9]、小活络丸[10]、九分散[11]、桑菊饮[12]等。但此法实际上反映的是药物的毒性效应动力学过程，当毒性成分与药效成分不一时，所得动力学参数将难以用作临床用药指导，在致死剂量作用下，机体已受到损害，可能对药物在体内的动力学过程产生较大影响，使得所得结果不能表征生理药动学过程。

(3)药理效应法。该法以给药后药效强度的变化为依据，通过适当剂量的时间-效应曲线，进行药效动力学参数计算，其消除半衰期称为药效半衰期或药效清除半衰期。本法先选择适当的药理效应作为观测指标，得出剂量-效应曲线、时间-效应曲线和时间-体存药量曲线，并据此得出药代参数。富杭育[13]等按足趾汗腺分泌的观察方法，应用本法观测大鼠麻黄汤的药代动力学。通过量效、时效和曲线的转换，得体存量-时间曲线，从曲线分析属二室模型。另外赵智强[14]等也报道了天麻钩藤饮用此法所得药动学参数。此法要求复方及其制剂药效强且可逆重现、反应灵敏、可定量检测，因而限制了其应用。

(4)微生物法。此法仅适用于具抗病原微生物作用的复方，通常用琼脂扩散法测得相关药动学参数。它具有方法简便、操作容易、样品用量少等优点，但机体内外抗菌效应作用机制的差异，细菌选择的得当与否，可在一定程度上影响药代参数的准确性。王西发[15]等用此法测定了鹿蹄草素在兔体内的药动学参数，其选取用的是金黄色葡萄球菌为实验菌株，研究表明鹿蹄草素属于二室分布模型。

4 小结及展望

近年来国内外学者在中药药动学研究方面进行了大量的实践，内容涉及中药生物利用度[16]、中药毒代动力学[17]、中药透皮吸收药动学[18]、中药时辰药动学[19]、中药证治药动学[20]、中药活性成分在肠道的代谢处置[21]、中药活性成分的体液浓度测定等。但因为中药成分的复杂性、有效成分的不确定性、类似物的多样性，导致实验结果不易重复。加之中药配伍和中西药结合后药物的互相影响等使得中药药代动力学发展较为困难。今后尚需加强以下几个方面：

4.1 建立中药的指纹图谱库

建立中药指纹图谱库，并在此基础上，探讨药物吸收入血后相应指纹图谱峰的变化，以此为目标，进行药代研究。

4.2 将中药的药代研究与中医理论研究相结合

中药研究是在中医理论指导下对药物进行的研究。可采用“证治药动学”的方法进行，即研究中药在不同证候时的药动学是否具有不同特征。再者还应开展中药配伍后及与西药同用时的药动学变化研究。

4.3 加强代谢物动力学研究

许多中药药效成分是在体内产生的，或是代谢而来，或是在肠道菌群激活下产生的，因此中药代谢物动力学研究具有重要的意义。应进行中药复方代谢物的种类代谢途径及代谢场所的研究，以阐明代谢物与方剂药效的关系及代谢物的动力学规律。

4.4 加强新技术的应用

现代新技术将在中药药代研究中发挥重大作用。许多新技术如：超临界流体萃取、在体微透析、核磁共振、生物电阻抗、细胞培养研究体外吸收模型等，将会为中药药代动力学的研究提供新的技术平台。

参考文献：

[1] 陆丽珠，李冀湘.中药的临床药学研究概况[J].中国医院药学，1994，14(10)：458-460.

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The significance and actuality on pharmacokinetics studies of Chinese traditional medicine

CAO Lu-ye，XIE Dai，DU Ming

(Chemical Engineering and Pharmaceutics college of Guangdong，Guang dong Guangzhou，510520)

生物力学的研究方法范文第5篇

科学方法是人们认识世界改造世界的强大武器，方法论告诉我们：任何科学都有掌握它的科学方法，物理学也不例外。物理学本身就是一门基础科学，它研究的是物质运动的基本规律。不同的运动形式具有不同的运动规律，因而就要用不同的研究方法处理。

1.1观察法

观察通常是人们考察处于自然状态下的事物，即在人们不对客观事物施加影响的情况下，对事物进行研究。在物理学的发展中，观察方法是很重要的。观察不应该是无目的的，而应该是有意识的，长久的，借助仪器和工具进行的。伽利略因观察教堂里的挂灯随风摆动的等时性而发明了钟摆；牛顿因为观察自由落体而发现了万有引力。

1.2实验法

实验是人们根据研究的目的，利用仪器、设备，人为地控制或模拟自然现象，排除干扰，突出主要因素，在有利的条件下研究自然规律。

在讲中学物理“液体压强”一节时，首先提出问题：“液体在其他各个方向上是否也有压强呢？”然后让学生依次做三个实验：（1）用钉子在白铁罐侧壁靠近底部同一个高度的不同地方打三、四个孔，灌满水后观察水会怎样从这些孔中喷出；（2）将其他小孔封住只留一个，再在罐的侧壁靠近顶部和中部的地方各打一个小孔（尽量使小孔的孔径相同），观察水怎样从这三个喷出，并且收集在同一时间内从每个孔喷出的水量；（3）将白铁罐砸成歪歪扭扭的形状，再观察水怎样从孔中喷出。实验后，让学生就这样两个问题得出结论：（1）液体在哪些方向上产生压强？（2）液体的深度对压强大小有什么影响？在科学研究中，以真实的实验为原型，通过合理的推理得出结论，从而深刻地揭示物理规律的本质。

1.3控制变量法

在研究物理问题时，某一物理量往往受几个不同物理量的影响，为了确定各个不同物理量之间的关系，就需要控制某些量，使其固定不变，改变某一个量，看所研究的物理量与该物理量之间的关系。

最典型的例子是《验证牛顿第二运动定律》的实验，我们研究的方法是：先保持物体的质量一定，研究加速度与力的关系；再保持力不变研究加速度与质量的关系，最后综合得出物体的加速度与它受到的合外力与物体质量之间的关系。

1.4理想化方法

为了便于研究，使问题简化，抓住主要因素，忽略次要因素，将物理过程在突出主要矛盾的纯粹情况下进行抽象和概括，来形成概念或得出规律，这就是研究物理学常用的理想化方法。

2.科学研究方法在物理教学中的应用

2.1科学研究方法在力学教学中的应用

力学中的基本观念，它的处理问题的方法贯穿于整个物理学的其他各部分，它偏重于物理概念、物理思想、物理学的研究方法。力学中引入科学研究方法是整个物理教学的序幕。通过物理概念、原理的讲授，提出一个科学方法，不严格推敲方法的定义，也不详细阐述方法的内涵，有具体的实例为佐证，学生很自然就会意识到。

在讲述牛顿第一定律时，通过伽利略思想实验提出理想化方法；在讲述刚体力学时，提出类比法，等等。惯性定律是中学生熟知的定律，但伴随着这一定律的发现，提出了一种方法——思想实验法。这一发现“是人类思想史上最伟大的发现之一，而且标志着物理学的真正开端。”它了统治长达两千多年的亚里士多德的错误观念。它告诉我们，根据直接观察所得出的直觉的结论不是常常可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去。

讲授时，应回顾这一段历史，要突出思想实验这个方法。尽管这种实验无论什么时候都不能实现，但它表明了人类理论思维对事物本质的深刻理解。随着物理规律的阐述引出某一科学研究方法，可使物理知识前后连贯，可以活跃学生联想和推测的思维能力。

2.2科学研究方法在热学教学中的应用

分子物理和热学，除了提出新的方法——统计方法与宏观方法以外，在讲授热力学基本定理的过程中进一步深入展开理想化方法的阐述。从力学到热学所遇到的理想模型有质点、刚体、单摆、弹簧振子、孤立系统、理想气体、平衡态、卡诺热机等，理想过程有自由落体、抛体、完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞、等温、等压、等容、绝热等平衡过程。这时学生已有了较多的感性知识，因此，可抓住适当时机归纳理想化方法在科学发展中的作用。通过阐述卡诺循环对蒸汽机技术改进的指导及在热力学第二定律发展过程中的作用，学生能领略到人类理论思维的伟大之处。

2.3科学研究方法在电磁学教学中的应用

电磁学部分所涉及的主要是类比法，电学与磁学的相似说明电与磁之间的一种内在联系，这种相似反映在公式和和定律上，在教学中应紧紧抓住这种相似性，以类推的方法将静电部分的概念推广到磁学部分，使学生在学习新知识的同时回顾了旧知识。

讲到电磁感应部分，法拉第正是从电与磁的对称性出发，由电能生磁大胆猜测磁能生电，终于发现了电磁感应定律。继法拉第之后麦克斯韦将该定律与安培环路定律对比时，发现了其中的不对称性。由变化磁场能产生电场推断变化电场能产生磁场，提出了位移电流假说，建立了麦克斯韦积分方程组，从理论上预言了电磁波的存在，开创了无线电的新时代，这是类比推理在物理学史上完成的一项伟业。除了电与磁的类比外，力与电类比的例子也很多。如库仑定律与牛顿万有引力定律的相似；静电力的保守性与重力保守性的相似，等等。将这些例子穿插在原理和概念的讲授中，活跃了学生的联想推测思维，激发起对未知的探索精神，同时加深了对概念的理解。

3.结语