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编织基小口径组织工程血管的构建
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作者 李馨玥 丁希丽 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期561-561,共1页
目的目前小口径人工血管研制进展缓慢,临床效果不佳。为提高小口径人工血管的力学性能,本文构建了一种基于编织结构的小口径组织工程血管,为临床血管移植提供可替代的小口径人工血管来源。方法以天然蚕丝纤维编织管作为支架,通过在纤维... 目的目前小口径人工血管研制进展缓慢,临床效果不佳。为提高小口径人工血管的力学性能,本文构建了一种基于编织结构的小口径组织工程血管,为临床血管移植提供可替代的小口径人工血管来源。方法以天然蚕丝纤维编织管作为支架,通过在纤维蛋白凝胶中包裹人平滑肌细胞,利用特制管状模具制成编织基纤维蛋白凝胶管状移植物,培养1或4周后对其进行评估。其中,通过混合凝血酶和纤维蛋白原,并加入一定浓度的氯化钙,得到纤维蛋白凝胶。通过对各组分浓度,反应温度以及时间进行调控对比,检测成胶时间以及凝胶的力学性能等,探索纤维蛋白凝胶的最佳形成条件。结果成功构建了编织基纤维蛋白凝胶血管移植物,该构建方法获得的移植物外表光滑,厚度均匀,凝胶整体结构具有一定的稳定性;细胞在凝胶中形态完整,分布均匀,存活情况良好。经过1周培养,可以观察到移植物外表面具有6~8层凝胶结构,平滑肌细胞均匀包裹在其中;经过4周培养,可观察到有更多细胞外基质产生。结论以蚕丝纤维编织管作为支架,纤维蛋白凝胶作为细胞载体的构建方法是可行的。该构建方法为体外构建小口径组织工程血管移植物提供了进一步的研究方案。 展开更多
关键词 移植物 存活情况 纤维蛋白凝胶 血管移植 细胞外基质 平滑肌细胞 纤维编织 纤维蛋白原
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智能蛋白质工程
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作者 王凯悦 叶盛 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3084-3102,共19页
蛋白质是生命活动的重要基础物质,在生物体内扮演着多种关键角色,包括构建细胞结构、参与代谢和能量转化、调节生理功能、提供免疫保护、传递信号等。蛋白质多样化的功能是通过其特定的氨基酸序列,以及相应的三维结构来实现的。蛋白质... 蛋白质是生命活动的重要基础物质,在生物体内扮演着多种关键角色,包括构建细胞结构、参与代谢和能量转化、调节生理功能、提供免疫保护、传递信号等。蛋白质多样化的功能是通过其特定的氨基酸序列,以及相应的三维结构来实现的。蛋白质工程通过改变或设计蛋白质的序列与结构来实现特定的功能,从而扩展对蛋白质的理解,并为生物医学、生物材料、生物工程及其他领域的研究提供强大的工具和技术支持。近年来,随着算法的进步、大数据的积累,以及硬件计算能力的提升,人工智能技术得到了快速发展,并逐渐应用于蛋白质工程领域,形成了智能蛋白质工程。通过运用基因组、蛋白质组、蛋白质结构数据库等生物学大数据,以及在数据基础上建立各类先进的深度学习模型,智能蛋白质工程能够实现高效、精准、可预测的蛋白质设计和改造。本文主要侧重于智能蛋白质工程的四个方面,即结构设计、无骨架的序列设计、基于骨架的序列设计,以及其他辅助设计方法,总结了人工智能技术在这些领域取得的最新进展,并汇总了近年来采用智能蛋白质工程技术取得的实践成果。智能蛋白质工程作为一种新兴的技术和方法,展示了巨大的潜力和前景,为未来科学研究和技术创新带来深远的影响,并为解决全球性挑战提供新的解决方案和工具。 展开更多
关键词 蛋白质工程 蛋白质设计 密码子优化 蛋白质结构 深度学习 深度生成 人工智能
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脑静脉窦血流动力学研究方法进展 被引量:1
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作者 张嘉豪 耿磊 +2 位作者 肖志涛 陈行 曹向宇 《中国现代神经疾病杂志》 北大核心 2025年第6期464-469,共6页
脑静脉系统疾病可以导致特发性颅内压增高、脑静脉血栓形成及搏动性耳鸣,精准评估脑静脉窦血流动力学对疾病的诊断与治疗至关重要。随着血流动力学研究软件和神经影像学技术的发展,计算流体力学、四维流动MRI、体外模拟及经颅多普勒超... 脑静脉系统疾病可以导致特发性颅内压增高、脑静脉血栓形成及搏动性耳鸣,精准评估脑静脉窦血流动力学对疾病的诊断与治疗至关重要。随着血流动力学研究软件和神经影像学技术的发展,计算流体力学、四维流动MRI、体外模拟及经颅多普勒超声等为脑静脉窦血流动力学研究提供多维度工具。本文综述上述4种技术在脑静脉窦血流动力学研究中的进展,为脑静脉系统疾病的机制研究提供方法学指导。 展开更多
关键词 脑静脉 血流动力学 综述
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基于迁移学习与呼吸音特征识别的机械通气吸痰时机判别
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作者 汪帅 郭江真 陶春静 《医用生物力学》 北大核心 2025年第5期1318-1324,共7页
目的提出基于迁移学习的呼吸音特征识别与吸痰时机自主判断方法。方法使用电子听诊器采集临床机械通气患者在吸痰前、后的主气道呼吸音,将吸痰前的呼吸音标记为“需要吸痰”类别。对采集数据进行高通滤波和小波软阈值滤波去噪,提取对数... 目的提出基于迁移学习的呼吸音特征识别与吸痰时机自主判断方法。方法使用电子听诊器采集临床机械通气患者在吸痰前、后的主气道呼吸音,将吸痰前的呼吸音标记为“需要吸痰”类别。对采集数据进行高通滤波和小波软阈值滤波去噪,提取对数梅尔频谱图,并利用在Audio Set数据集上预训练的VGGish模型提取对数梅尔频谱图的特征向量,最后通过支持向量机分类器对特征向量进行分类,判断是否需要吸痰。结果对需要吸痰的呼吸音识别的精确率、召回率和F1分数分别为86.73%、93.06%和89.78%。结论基于迁移学习的呼吸音识别方法能够有效判断吸痰时机,在临床应用中具有潜在价值。 展开更多
关键词 机械通气 呼吸音 迁移学习 吸痰时机判断
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生物可吸收Fe-N合金血管支架研究现状与展望
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作者 张贵 杨宏韬 +4 位作者 张万谦 刘爱华 张德元 高润霖 郑玉峰 《材料科学与工艺》 北大核心 2025年第5期19-37,共19页
药物洗脱支架(Drug Eluting Stent,DES)的靶病变失败率(Target Lesion Failure,TLF)逐年上升,远期效果不佳。发展可吸收支架(Bioresorbable Scaffold,BRS)是解决上述问题的临床共识。在不添加任何有毒金属元素的前提下,Fe-N合金材料凭... 药物洗脱支架(Drug Eluting Stent,DES)的靶病变失败率(Target Lesion Failure,TLF)逐年上升,远期效果不佳。发展可吸收支架(Bioresorbable Scaffold,BRS)是解决上述问题的临床共识。在不添加任何有毒金属元素的前提下,Fe-N合金材料凭借其优异的综合力学性能脱颖而出,由Fe-N合金材料制成的铁基可吸收药物洗脱支架(Iron-Based Scaffold,IBS),不仅实现了超薄杆壁设计(壁厚薄至50μm),且可在术后3~6个月内保持与钴铬合金DES相当的径向支撑强度,并在术后2~3年内逐渐降解而被人体吸收,有望降低DES支架植入带来的远期风险。本文以近20年的基础和转化医学研究为基础,详细探讨了铁基BRS支架研发过程,包括纯铁氮化技术、超薄杆壁BRS支架设计、药物涂层设计、生物相容性、体内降解行为、临床试验进展以及未来挑战等,旨在为临床医学应用提供参考,并期望为本领域的后续研究带来启示和借鉴。 展开更多
关键词 可降解金属 可吸收支架 铁基可吸收支架 支架设计 临床研究 研究进展
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基于多尺度注意力和不确定性损失的两阶段左心房疤痕分割
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作者 张鑫艳 唐振超 +1 位作者 李一夫 刘振宇 《计算机科学》 北大核心 2025年第6期264-273,共10页
心房颤动(AF)是临床上最常见的心律失常之一。左心房及其心肌梗死后疤痕区域的准确分割和面积评估,对于心肌梗死患者出现AF的早期诊断、治疗规划以及预后评估具有极其重要的临床意义。深度学习方法是进行左心房及其心肌梗死后疤痕区域... 心房颤动(AF)是临床上最常见的心律失常之一。左心房及其心肌梗死后疤痕区域的准确分割和面积评估,对于心肌梗死患者出现AF的早期诊断、治疗规划以及预后评估具有极其重要的临床意义。深度学习方法是进行左心房及其心肌梗死后疤痕区域自动分割的主流方向。但是由于心肌梗死后疤痕体积小且容易受到周围增强组织的影响,分割精度尚有待提高。为此,提出了一种基于多尺度注意力和不确定性损失的两阶段深度学习模型。一方面,在网络上采样之前引入多尺度注意力模块(MSAM),该模块能够编码丰富的多尺度语义信息并让模型更为关注重要的语义信息及空间信息。另一方面,引入不确定性损失(Uncertainty Loss)以增强模型对疤痕不确定性的建模能力。此外,还采用直方图匹配(HM)增强图像质量,提高网络的分割能力。将所提出的方法在验证集以及左心房和疤痕量化与分割挑战赛(LAScarQS++)验证平台上进行验证,实验结果均表明该方法分割的疤痕更加完整,分割精度也得到了提升。与nnU-Net相比,心肌梗死后疤痕分割骰子系数(Dice)提高了8.12%。 展开更多
关键词 心肌梗死后疤痕 深度学习 图像分割 不确定性损失 nnU-Net 多尺度注意力
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个性化最佳枕型的生物力学与工效学研究 被引量:2
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作者 田山 姚成鸿 +3 位作者 曹学鹏 孙奕珂 王丽珍 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期162-162,共1页
目的头颈部骨肌系统疲劳及引发的颈椎病已经成为社会性健康难题。本研究旨在探索不同体型受试者仰卧及侧卧的最佳枕型,并以此为依据研发一款自适应调节枕型的智能枕。方法采集23名受试者在6种枕型下的颈椎形态、表面肌电图和主观舒适度... 目的头颈部骨肌系统疲劳及引发的颈椎病已经成为社会性健康难题。本研究旨在探索不同体型受试者仰卧及侧卧的最佳枕型,并以此为依据研发一款自适应调节枕型的智能枕。方法采集23名受试者在6种枕型下的颈椎形态、表面肌电图和主观舒适度等。以卧姿下颈椎形态(运动捕捉、柔性尺测量)、肌肉骨骼内力(头颈部有限元骨肌系统仿真)和表面肌电活动为依据评估枕型优劣。分析受试者身高、肩宽等体型参数与仰卧、侧卧最佳枕型的相关性与回归模型。智能枕通过压力分布监测睡姿,通过气囊充放气实现枕型动态调控。结果受试者侧卧最佳枕高与Hφ(半肩宽与头枕高度之差)显著相关(R^(2)=0.78,P<0.001),此时椎间盘应力分布均匀,且最大应力较小,肌肉应力总和较小。仰卧最佳枕高与身高显著相关(R^(2)=0.68,P<0.001),此时上斜方肌和胸锁乳突肌的表面肌电中位数频率斜率高于其他枕高,肌肉疲劳程度最低。结论机本研究揭示了枕型与卧姿颈椎曲线之间的关系,提出基于个性化体型参数预测仰卧、侧卧最佳枕型的数学模型。基于上述结论研发了可调整枕型的自适应智能枕,广泛适用于各体型及睡姿习惯人群,确保使用者卧姿下头颈部骨肌系统疲劳的高效恢复。 展开更多
关键词 表面肌电图 肌肉骨骼 受试者 肌肉疲劳 生物力学 运动捕捉 动态调控 肩宽
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颅高压引发静脉塌陷与搏动性耳鸣的生物力学研究
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作者 田山 黄超 +1 位作者 王丽珍 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期383-383,共1页
目的静脉源性搏动性耳鸣是一种与心率同步的客观性耳鸣,长期罹患可严重影响患者的身心健康。高颅内压是搏动性耳鸣的病因之一,其致病机制尚未明确,最近的临床影像发现,颅内压的升降与静脉窦的狭窄或扩张密切相关,而对二者的定量化分析... 目的静脉源性搏动性耳鸣是一种与心率同步的客观性耳鸣,长期罹患可严重影响患者的身心健康。高颅内压是搏动性耳鸣的病因之一,其致病机制尚未明确,最近的临床影像发现,颅内压的升降与静脉窦的狭窄或扩张密切相关,而对二者的定量化分析目前仍然欠缺。本研究旨在探究颅内压-静脉窦形态-搏动性静脉声的定量化关系,以期为搏动性耳鸣的临床诊疗提供相应的生物力学支撑。方法体外物理模型与数值仿真方法相结合。体外物理实验设置3种横静脉窦形态工况(引流等势、引流劣势、发育不全),利用近生理血液循环模拟-颅内压加载-搏动性静脉声采集实验系统,分析不同工况下在高颅内压(150 mm H_(2)O)加载下搏动性静脉声的RMS声压和频率特征。同时,通过数值仿真分析高颅内压状态下静脉窦形态及内部血流场变化。结果体外实验结果显示,随着模拟颅内压的增高,引流劣势和发育不全相较于引流等势更易被诱发产生搏动性耳鸣,且搏动性噪声的强度随着模拟颅内压的增高亦呈上升趋势。数值仿真表明,随着颅内压增高,双侧横窦的流量分配差距逐渐扩大,表现出明显的极端化。结论本研究定量化揭示了横窦引流差异及颅内压高低与搏动性静脉声之间的关系,即引流劣势、横窦发育不全可能是引发搏动性耳鸣的危险因素,而在高颅内压状态下,这两种情况下的双侧横窦引流会进一步极端化,进而被诱发产生搏动性耳鸣。 展开更多
关键词 搏动性 颅内压增高 横窦 发育不全 颅高压 静脉窦 血液循环 生物力学
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骨软骨支架组织生长后与周围组织相互作用数值模拟
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作者 周健 于腾波 +1 位作者 刘子钰 张英泽 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期40-40,共1页
目的骨软骨支架在植入动物体内几个月后会发生明显的沉降。为了避免应力遮挡现象,需要较高的支架孔隙率来降低支架的力学性能。评价支架的早期固定性能可以通过数值模拟或者实验手段。但是当组织长入支架后,与周围组织的相互作用暂时无... 目的骨软骨支架在植入动物体内几个月后会发生明显的沉降。为了避免应力遮挡现象,需要较高的支架孔隙率来降低支架的力学性能。评价支架的早期固定性能可以通过数值模拟或者实验手段。但是当组织长入支架后,与周围组织的相互作用暂时无设备可进行评估。方法实验:在将支架放入缺损处3个月后,通过micro-CT图像可以得到每个孔洞中新长入的骨组织占孔空间的比例,通过其百分比建立长入骨组织后的支架简化物理模型。模拟:在0%无骨生长的支架模型中,支架与周围组织之间的接触类型为摩擦,摩擦系数为0.42。在3个月真实骨组织生长后的支架简化模型中,生长在支架上的再生组织已经附着在周围组织上并形成一部分,因此支架与周围组织之间的连接类型无疑被设置为黏连。结果动物实验结果发现支架会在比放入时下沉1~2 mm,而有限元分析发现正常的机械载荷导致的支架下沉小于0.1 mm。结论为了获得最佳的支架物理设计,评估每个特定支架参数对组织再生的影响需要巨大的成本和长期的研究。在本研究中,构建了真实物理模型(支架中长入骨组织)的体内试验。本研究的结果表明,机械载荷不是支架沉降的主要原因。需要进一步的实验研究来发现支架材料、结构、负载量和骨损失(骨重吸收)之间的关系。 展开更多
关键词 动物实验结果 应力遮挡 长入 组织再生 机械载荷 骨组织 重吸收 支架材料
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青年人群慢性颈痛是否与颈椎间盘退变相关?一个全新的MRI分型系统建立与验证
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作者 李楠 刘建泽 +1 位作者 李相龙 郭江真 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期19-19,共1页
目的针对在校大学生,采取颈椎MRI检查,通过建立颈椎间盘退变新的分级系统,判断其慢性颈痛发生是否与间盘退变直接相关。方法从2022年10月~12月,从某大学招募慢性颈痛患者和健康受试者,按照标准筛检,安排所有受试者接受核磁共振检查。按... 目的针对在校大学生,采取颈椎MRI检查,通过建立颈椎间盘退变新的分级系统,判断其慢性颈痛发生是否与间盘退变直接相关。方法从2022年10月~12月,从某大学招募慢性颈痛患者和健康受试者,按照标准筛检,安排所有受试者接受核磁共振检查。按新的颈椎间盘退变分级方法,邀请多位脊柱外科和放射科医师先后两次对所有受试者的核磁结果进行阅片并分级,对分级的一致性进行判断,并评估颈痛与间盘退变之间的关系。结果最终受试者为78人(慢性颈痛组(试验组)和健康对照组(对照组)均为39人),男29人,女49人;对照组/试验组:男性20/9,女性20/29。女性相对于男性,更容易出现慢性颈痛。通过Kappa检验,发现前后两次各位观察者的评估结果相似,观察者间和观察者内,均匀良好的一致性。而且尽管两组间不同颈椎间盘退变分级的分布有差异,试验组的退变分级更高,但差异并无统计学意义。结论基于核磁共振检查的新的颈椎间盘退变分级方法,简单易行,不同评估者的一致性强,利于后续有限元分析。慢性颈痛的发生与颈椎间盘退变并无关联,其确切发病机制还需将来进一步研究。 展开更多
关键词 核磁共振检查 颈椎间盘退变 放射科医师 慢性颈痛 健康受试者 脊柱外科 青年人群 分级系统
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剪切力作用下巨噬细胞和间充质干细胞内皮向分化的相互作用
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作者 黄艳 孟凡哲 +1 位作者 赵江涛 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期405-405,共1页
目的损伤血管会发生局部力学环境变化,巨噬细胞会大量浸润,间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)可归巢至局部参与早期再内皮化修复,本文主要研究剪切力作用下巨噬细胞和间充质干细胞内皮向分化的相互作用。方法采用transwell直... 目的损伤血管会发生局部力学环境变化,巨噬细胞会大量浸润,间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)可归巢至局部参与早期再内皮化修复,本文主要研究剪切力作用下巨噬细胞和间充质干细胞内皮向分化的相互作用。方法采用transwell直接共培养巨噬细胞和MSCs,通过RT-PCR和免疫组化技术检测细胞表达内皮细胞相关因子基因和蛋白的情况,利用流式细胞术检测巨噬细胞的表型。使用脂多糖、干扰素-γ和白细胞介素4分别诱导获得高纯度M1、M2型巨噬细胞,提取其培养上清制备条件培养基,探究间接共培养下巨噬细胞对MSCs向内皮细胞方向分化的影响。利用实验室自制的细胞力学生物学实验系统加载剪切力,研究剪切力作用下巨噬细胞和间充质干细胞内皮向分化的相互作用。结果直接共培养下,巨噬细胞可以促进MSCs表达内皮细胞相关的基因和蛋白,同时,巨噬细胞自身向M2表型极化。间接共培养下,M1型和M2型巨噬细胞均可以促进MSCs内皮向分化,其中M2型巨噬细胞的促进效果更显著,与间接共培养作用的促进效果无显著差异。剪切力条件下,M2型巨噬细胞可以更好地促进MSCs向内皮细胞方向分化,尤其是较高剪切力组。结论剪切力可以影响巨噬细胞和间充质干细胞内皮向的相互作用,但其规律和机制有待进一步深入研究。 展开更多
关键词 M2型巨噬细胞 间充质干细胞 内皮细胞 白细胞介素4 生物学实验 免疫组化技术 条件培养基 细胞力学
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创新型植介入器械设计
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作者 王丽珍 姚艳 +2 位作者 高元明 黄慧雯 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期208-208,共1页
临床上植介入器械对于外科治疗效果提升具有重要意义。比如骨钉由于松动脱出率高导致术后翻修率高,具有负泊松比效应的拉胀微孔结构单元用于骨钉设计可提升抗拔出性能,进而提升其稳定性,但多孔结构设计会影响其疲劳特性及在体使用寿命;... 临床上植介入器械对于外科治疗效果提升具有重要意义。比如骨钉由于松动脱出率高导致术后翻修率高,具有负泊松比效应的拉胀微孔结构单元用于骨钉设计可提升抗拔出性能,进而提升其稳定性,但多孔结构设计会影响其疲劳特性及在体使用寿命;特殊结构的支架设计对于性能改进也具有重要作用。本研究针对材料、结构优化开展研究,并基于力学、材料学、生物学测试方法开展体外和动物体内实验验证。创新型植介入器械的植入后性能发现结构设计对于植入后的生物学效应、力学适配性、诱导再生能力等均具有重要影响,比如植入骨钉的骨整合性能、支架进入体内后的内皮化速度、在体的移动性能等。植介入器械的结构设计及方法创新在其临床化过程中至关重要,基于生物力学的结构设计对提升设计效率、增强功能方面具有重要作用,对于临床治疗具有重要指导。 展开更多
关键词 结构设计 介入器械 负泊松比效应 移动性能 支架设计 骨钉 临床化 内皮化
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面向新医科和大健康的生物力学
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作者 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期2-2,共1页
医疗器械是国之重器,我国正成为全球最大医疗器械消费市场,然而高端器械大比例依赖进口,技术卡脖子严重,医工交叉融合是医疗器械创新之源。面向新医科和大健康的生物力学关系国家大计与民生福祉,已成为服务健康及产业发展的国家需求。力... 医疗器械是国之重器,我国正成为全球最大医疗器械消费市场,然而高端器械大比例依赖进口,技术卡脖子严重,医工交叉融合是医疗器械创新之源。面向新医科和大健康的生物力学关系国家大计与民生福祉,已成为服务健康及产业发展的国家需求。力-组织/细胞-材料相互作用的多层次生物力学与力学生物学研究是组织/器官损伤、防护、修复、重建及替代的坚实基础。本研究以力-组织/细胞-材料相互作用的多层次生物力学与力学生物学研究为目标,突破以推动医疗器械创新和产业发展。(1)基于力-组织/细胞-材料作用机制的植介入器械创新:创新了复杂近生理多尺度生物力学模拟理论和实验技术,揭示了力-组织/细胞-材料相互作用机制,研制了国际领先的体外模拟实验系统;发现应力调控降解动力学规律,创新了一批生物力学适配性优异的活性智能生物材料(自适应再生/抗菌抗异物/新型示踪/自供能感知等),研发了可精准调控应力-降解的智能植介入器械(具有形状记忆功能的微创式可降解诱导再生型人工髓核、镁-聚合物主动控制降解释药体等);构建了植介入器械高效设计/先进制造/精准评测一体化创新平台并用于器械研发、评测和标准制定,研发了人工心瓣/血管支架/骨科植入物等系列创新产品。(2)基于生物力学的康复技术与系列康复辅具/器械创新:构建了多模态康复机器人平台,揭示了力觉、视听觉、触觉、本体感觉等刺激反馈与调控机制,突破康复机器人交互优化关键技术并用于脑卒中患者运动功能康复,实现了评估-反馈-训练一体化精准康复;结合脑血流动力学、神经血管耦合原理,突破生物组织非接触无标记半色调空间频域近红外成像技术,实现康复过程脑功能动态评估。(3)基于仿生生物力学的组织损伤和防护机制及技术、装备:发现了自然界生物(啄木鸟、核桃壳等)损伤防护机制,基于上述机制提出防护新思路、开发防护新技术及装备,用于航空航天、交通、体育、运动等领域人体损伤防护,解决了人体高过载损伤率高、防护难、装备差的问题。 展开更多
关键词 骨科植入物 康复过程 器官损伤 康复技术 本体感觉 生物力学 医疗器械 形状记忆功能
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碳中和背景下中药产业高质量发展研究 被引量:1
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作者 董孝斌 肖晓民 +7 位作者 乔宇萱 高旺盛 陈源泉 陈传宏 王朔 郑文科 张俊华 张伯礼 《中国工程科学》 CSCD 北大核心 2024年第6期98-107,共10页
中药产业是我国经济社会的重要产业之一,落实“双碳”目标、实施高质量发展是重要趋势,因而以“双碳”目标为引领的产业发展顶层设计兼具理论探讨和实践指导意义。本文从政策环境、经济环境、社会环境、技术环境等角度出发,分析了中药... 中药产业是我国经济社会的重要产业之一,落实“双碳”目标、实施高质量发展是重要趋势,因而以“双碳”目标为引领的产业发展顶层设计兼具理论探讨和实践指导意义。本文从政策环境、经济环境、社会环境、技术环境等角度出发,分析了中药产业发展现状,讨论了中药产业碳中和的必要性和可能性;明晰了资源保护与利用矛盾突出、生态种植模式推广力度不足、中药产业碳足迹路径不明确、绿色低碳产业链有待完善、与关联产业协同发展薄弱等中药产业低碳和高质量发展面临的主要挑战。研究认为,加强中药产业碳足迹研究、研发低碳中药生产技术、探索多样中药生态农业技术是碳中和背景下中药产业高质量发展的可行路径,需要着重实施7个方面举措:完善中药产业支持政策、筑牢高质量发展基础,推动中药产业低碳化、发挥标准赋能作用,创新研发农用与饲用中药、提高中药资源利用效率,发展中药资源循环综合利用、挖掘中药减碳潜力,构建中药产业低碳链条、提升产业链协同能力,构建中药产业多方参与发展路径、聚集产业高质量发展要素,建立中药产业发展示范区、推动中药产业国际化。 展开更多
关键词 中药产业 碳中和 高质量发展 碳足迹 生态种植 资源循环利用
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液态金属微球的微观结构与血管栓塞性能研究 被引量:1
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作者 沈晨宇 甘雅玲 +4 位作者 蔣文溪 张维强 陈军歌 梁兴杰 王志军 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期324-328,共5页
本文制备了一种液态金属微球,并对该液态金属微球的微观结构和血管内栓塞效果进行了研究。结果表明:在光学显微镜与电子显微镜下观察到液态金属微球呈球形,在对其元素分析中观察到了镓元素和氧元素;在对兔子耳中央动脉的栓塞实验中,发... 本文制备了一种液态金属微球,并对该液态金属微球的微观结构和血管内栓塞效果进行了研究。结果表明:在光学显微镜与电子显微镜下观察到液态金属微球呈球形,在对其元素分析中观察到了镓元素和氧元素;在对兔子耳中央动脉的栓塞实验中,发现液态金属微球成功地阻断了兔子耳中央动脉,导致了兔耳的坏死。当液态金属微球的直径与血管的直径相当时,便会通过物理栓塞方式阻塞血管。同时,液态金属微球因其自身的高密度具有X射线显影性。栓塞前与栓塞后的血液检查和主要器官组织病理表明,液态金属微球有着良好的生物相容性。因此,液态金属微球是一种极具潜在临床应用价值的栓塞材料。 展开更多
关键词 液态金属微球 栓塞 X射线可视 微观结构
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软骨终板退化对颈椎椎间盘物质运输和力学响应的影响 被引量:1
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作者 刘景龙 徐鹏 +2 位作者 李侨 王丽珍 樊瑜波 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2024年第6期763-774,共12页
软骨终板内的液体流动是椎间盘营养供给和代谢废物运输的主要途径.退化的终板刚度增加、渗透性和含水量下降,会影响椎间盘内物质运输和力学响应.基于人体颈椎计算机断层扫描数据建立了C5-C6节段的多孔介质有限元模型.对验证后的模型施... 软骨终板内的液体流动是椎间盘营养供给和代谢废物运输的主要途径.退化的终板刚度增加、渗透性和含水量下降,会影响椎间盘内物质运输和力学响应.基于人体颈椎计算机断层扫描数据建立了C5-C6节段的多孔介质有限元模型.对验证后的模型施加压缩、前屈、后伸、轴向旋转和侧弯五种载荷,通过改变终板渗透性、孔隙比和模量,分析了正常、钙化和硬化三种状态下椎间盘的响应.结果表明:软骨终板退化增加了软骨终板和髓核的多孔压力,降低了软骨终板的流体速度.前屈载荷下,与正常终板对比,钙化和硬化终板导致髓核内流体的多孔压力分别增加了50.8%和88.9%.退化终板渗透率和含水量的降低导致髓核内液体不易流动,增加了髓核基体的应力,在压缩和轴向旋转载荷下,硬化终板导致髓核基体的最大主应力分别增加了122.2%和100.0%. 展开更多
关键词 软骨终板退化 多孔介质建模 流体多孔压力 数值计算
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基于多光谱定量测量的面诊仪 被引量:1
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作者 赵雁雨 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期274-274,共1页
目的面诊是中医的重要诊断方法。围绕面诊客观化,国内外学者多年来进行了大量研究。目前的检测手段主要有:红外成像仪、光电血流容积仪、色差计、基于数码摄像技术的面诊仪、舌诊仪和高光谱成像仪等。面诊仪的推出虽然在一定程度上调和... 目的面诊是中医的重要诊断方法。围绕面诊客观化,国内外学者多年来进行了大量研究。目前的检测手段主要有:红外成像仪、光电血流容积仪、色差计、基于数码摄像技术的面诊仪、舌诊仪和高光谱成像仪等。面诊仪的推出虽然在一定程度上调和了望诊的主观性,但其测量易受环境光照、组织三维形貌、光源自身光谱等因素影响,数据一致性差异较大,且测量结果为不同波长的像素值,无法定量测量漫反射率、吸收系数、散射系数等组织光学特性参数,以及组织氧饱和度、血红蛋白浓度、水分、脂质等代谢信息。方法本研究提出一种可无标记、非接触、宽视场、定量测量生物组织吸收系数和约化散射系数的多光谱方法,并可定量计算组织内的成分浓度及其空间分布,且测量结果不受环境光影响。结果本研究提出了一种多光谱定量测量面诊方法,可对面部组织的成分浓度进行无标记、非接触、宽视场、定量测量。结论本研究提出的面诊方法有望解决传统面诊仪易受环境光照、光源光谱因素影响的问题,为中医面诊提供新的技术手段。 展开更多
关键词 三维形貌 高光谱成像仪 血红蛋白浓度 红外成像仪 吸收系数 漫反射率 多光谱 数据一致性
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Schachar视调节理论的有限元仿真研究 被引量:1
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作者 李晓萌 王柯皓 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期438-438,共1页
目的人眼的视调节是睫状肌收缩/舒张带动悬韧带拉伸晶状体,使其发生形变而调节视力的过程。悬韧带一般被分为前部、赤道部及后部三组,它们对晶状体的作用机制尚不明确。90年代提出的Schachar理论认为,在正向视调节过程中,赤道部悬韧带张... 目的人眼的视调节是睫状肌收缩/舒张带动悬韧带拉伸晶状体,使其发生形变而调节视力的过程。悬韧带一般被分为前部、赤道部及后部三组,它们对晶状体的作用机制尚不明确。90年代提出的Schachar理论认为,在正向视调节过程中,赤道部悬韧带张紧,前后部悬韧带松弛。这与19世纪提出的经典Helmholtz理论相左。拟结合临床参数对Schachar理论进行探究。方法建立20岁人眼晶状体及三组悬韧带的轴对称有限元模型,分两个载荷步模拟由非调节态至调节态的调节过程:非调节态中,前后部悬韧带上的拉力由0.03125 m N递减至0N,赤道部悬韧带的拉力从0.03125 m N递增至0.0625 m N。调节态中,抑制前后部悬韧带单元或使二者拉力保持为0N,赤道部悬韧带的拉力由0.0625 m N继续递增至0.03 N。基于晶体前、后表面距中心光轴0.5 mm内的曲率及晶体厚度变化计算中心光焦度的变化。结果视调节过程中,晶状体厚度与赤道直径增大,中心表面曲率增大,外周表面曲率减小,前表面曲率增量大于后表面,这与临床眼部超声的视调节影像一致。晶体的中心光焦度先递增后趋于平缓,且抑制前、后部悬韧带单元的模型中心光焦度有0.63D的增量。表明调节态时前、后部悬韧带的松弛更符合真实视调节过程。结论本研究依据Schachar理论的描述,对比评估了不同悬韧带作用下晶体形态和中心光焦度变化,表明赤道部悬韧带与前、后部悬韧带受力不同时,调节幅度增大。 展开更多
关键词 悬韧带 赤道部 表面曲率 韧带松弛 临床参数 光焦度 调节幅度 晶体形态
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基于呼吸功能仿生的力致结构色传感的肺器官芯片的研究 被引量:1
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作者 廖玉龙 王旭东 +4 位作者 刘慧 冷玉冰 杨天宇 李晓瑞 郑付印 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期289-289,共1页
肺是构成人体呼吸系统的主要器官,直接暴露于外部环境中,容易受到各种致病因素影响而产生病变,威胁生命健康。因此,研究肺部各类疾病具有重要意义。传统的体外实验模型存在诸多自身条件所带来的局限性,无法有效还原人体肺部的真实环境,... 肺是构成人体呼吸系统的主要器官,直接暴露于外部环境中,容易受到各种致病因素影响而产生病变,威胁生命健康。因此,研究肺部各类疾病具有重要意义。传统的体外实验模型存在诸多自身条件所带来的局限性,无法有效还原人体肺部的真实环境,而器官芯片在此方面具有优势。然而,现有肺器官芯片无法兼具模拟肺泡所处的三维力学微环境和直观展现呼吸力学对肺功能的影响。目的构建一种基于肺泡三维微结构构建的力致结构色传感的肺器官芯片,通过改进和创新设计,引入具备反蛋白石结构的水凝胶、结构色光子晶体和规律性力学刺激,构造仿生肺泡微环境的力学可视化肺芯片,并对其进行疾病模型诱导和药物作用效果测试,通过多种表征手段,验证构建得到的肺芯片可作为改进化的新型肺部体外实验模型。结果反蛋白石结构水凝胶形成了具有相当于肺泡直径的空腔,并真实肺泡的力学结构;结构色光子晶体可随力学刺激动态变化;细胞在构造的芯片微环境中生长良好,死亡率低;疾病造模和药物治疗效果良好;呼吸力学对肺部的影响在各表征手段中均可被观察。结论本研究改进构建的肺芯片效果良好,兼具了肺泡力学微结构和呼吸力学可视化功能,可作为新的肺部体外实验模型。 展开更多
关键词 力学刺激 呼吸力学 反蛋白石结构 疾病模型 力学结构 功能仿生 三维微结构 效果测试
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剪切力对骨髓间充质干细胞向角膜上皮细胞方向分化的影响
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作者 赵江涛 李冬妍 +4 位作者 李伶 汲婧 黄艳 王丽珍 樊瑜波 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期432-432,共1页
目的干细胞在角膜修复中起到了重要作用,在体外生化因素或共培养等可以诱导干细胞向角膜上皮细胞方向分化,力学因素可以影响干细胞的生物学功能,本文主要研究流体剪切力对兔骨髓间充质干细胞(rabbit bone marrow-derived mesenchymal st... 目的干细胞在角膜修复中起到了重要作用,在体外生化因素或共培养等可以诱导干细胞向角膜上皮细胞方向分化,力学因素可以影响干细胞的生物学功能,本文主要研究流体剪切力对兔骨髓间充质干细胞(rabbit bone marrow-derived mesenchymal stem cells,RBMSCs)向角膜上皮细胞方向分化的影响。方法使用含有表皮生长因子、胰岛素、兔角膜上皮细胞培养上清液的条件培养基诱导RBMSCs向角膜上皮细胞方向分化;利用平行平板流动腔对诱导或者不诱导的RBMSCs加载5、10、15 dyn/cm^(2)流体剪切力;通过倒置相差显微镜和激光共聚焦显微镜观察剪切力对细胞形态和骨架的影响,通过RTPCR和免疫组化等检测剪切后细胞表达角膜上皮相关基因和蛋白的情况。结果剪切后的细胞表现出更加突出和伸长的肌动蛋白丝,且平行于剪切力方向排列。剪切力可以上调CK3、CK12和PAX6等角膜上皮细胞标志物的基因和蛋白表达,尤其是5 dyn/cm^(2)剪切力的作用更为显著。结论适当的剪切应力可以促进RBMSCs向角膜上皮细胞方向分化,但其机制还有待进一步的深入探究,以期为干细胞应用于角膜上皮损伤修复的治疗提供参考。 展开更多
关键词 角膜上皮细胞 流体剪切力 骨髓间充质干细胞 表皮生长因子 激光共聚焦显微镜 条件培养基 力学因素 免疫组化
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