Holzapfel, Gerhard A.; Humphrey, Jay D.; Ogden, Ray W. · 2025 · J. R. Soc. Interface
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Authors: Holzapfel, Gerhard A.; Humphrey, Jay D.; Ogden, Ray W.
📄 Quick Note¶
摘要概述¶
Holzapfel、Humphrey、Ogden 三人在 J. R. Soc. Interface 创刊 20 周年受邀综述中系统梳理了软生物组织与器官的连续介质生物力学与 mechanobiology 全景：先用 §2 选取十类代表性组织（动脉、心脏、脑、软骨、皮肤、角膜、椎间盘、韧带/肌腱、脂肪、胃）逐一展示其微结构、多轴实验与结构型本构模型，再用 §3 引出 mechanotransduction、mechanical homeostasis、growth & remodeling 的细胞-基质力学基础。核心论点是：尽管组织功能各异，其连续介质力学行为多可用结构启发式的非线性弹性/非弹性本构关系刻画，但真正缺位的是能预测组织性质随时间演化的 G&R 模型。结论部分明确呼吁发展描述发育、病程、伤口愈合、药物与手术响应的预测性 spatio-temporal 仿真，并把多尺度 mechanobiology 建模列为关键开放方向。
关键图表¶
- Figure 1 — 老龄但健康的主动脉壁三层结构（intima/media/adventitia）及其胶原纤维分层取向图解，是 §2 动脉建模"分层各向异性"思想的实验基石，直接对应 HGO 模型对每一层独立赋予本构参数的做法。
- Figure 17 — 在 16 与 40 mmHg 两种眼压下角膜厚度方向最大主应力分布的对比（各向同性 baseline / 离散纤维 κ=0 / 真实分散 / 混合），定量说明胶原纤维分散参数 κ 对跨尺度应力集中的影响，是纤维分散模型参数化灵敏度的代表性算例。
- Figure 29 — 猪胃壁在等双轴 1.1→1.4 递增拉伸下的 Cauchy 应力-伸长曲线（环向 λcirc 与纵向 λlong，附 interquartile range），展示内脏软组织明显各向异性与区域差异，是 §2 把"结构型本构"推广到非心血管器官的典型证据。
与我的关联¶
这篇综述把 mechanobiological stability 与 constrained mixture G&R 明确列为通向预测性仿真的核心工具（§3 引用 Cyron & Humphrey 2014、Latorre & Humphrey 2019、Humphrey 2021 "twenty years after"），与我 SMC G&R 框架的理论谱系直接对接，可作为血管 G&R 课题的综述级背景文献反复回查；§2 动脉与 §2.6 椎间盘的本构建模范式亦为后续跨组织迁移提供方法参照。